b09859629e93c24556246a6be27d1a9ea3b979ac
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49 #include <linux/kmemleak.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53 #include "internal.h"
54
55 /*
56  * Array of node states.
57  */
58 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
59         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
60         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifndef CONFIG_NUMA
62         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif
66         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif  /* NUMA */
68 };
69 EXPORT_SYMBOL(node_states);
70
71 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
72 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
73 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
74 int percpu_pagelist_fraction;
75
76 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
77 int pageblock_order __read_mostly;
78 #endif
79
80 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
81
82 /*
83  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
84  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
85  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
86  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
87  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
88  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
89  *
90  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
91  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
92  */
93 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
95          256,
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101          32,
102 #endif
103          32,
104 };
105
106 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
107
108 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
110          "DMA",
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
113          "DMA32",
114 #endif
115          "Normal",
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117          "HighMem",
118 #endif
119          "Movable",
120 };
121
122 int min_free_kbytes = 1024;
123
124 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
125 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
126 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
127
128 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
129   /*
130    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
131    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
132    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
133    * so the number of times add_active_range() can be called is
134    * related to the number of nodes and the number of holes
135    */
136   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
138     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139   #else
140     #if MAX_NUMNODES >= 32
141       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
142       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
143     #else
144       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
146     #endif
147   #endif
148
149   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
150   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
153   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171
172         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
173                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
174
175         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
176                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
177 }
178
179 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
180 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
181 {
182         int ret = 0;
183         unsigned seq;
184         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
185
186         do {
187                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
188                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
189                         ret = 1;
190                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
191                         ret = 1;
192         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
193
194         return ret;
195 }
196
197 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
198 {
199         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
200                 return 0;
201         if (zone != page_zone(page))
202                 return 0;
203
204         return 1;
205 }
206 /*
207  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
208  */
209 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
210 {
211         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
212                 return 1;
213         if (!page_is_consistent(zone, page))
214                 return 1;
215
216         return 0;
217 }
218 #else
219 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
220 {
221         return 0;
222 }
223 #endif
224
225 static void bad_page(struct page *page)
226 {
227         static unsigned long resume;
228         static unsigned long nr_shown;
229         static unsigned long nr_unshown;
230
231         /*
232          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
233          * or allow a steady drip of one report per second.
234          */
235         if (nr_shown == 60) {
236                 if (time_before(jiffies, resume)) {
237                         nr_unshown++;
238                         goto out;
239                 }
240                 if (nr_unshown) {
241                         printk(KERN_ALERT
242                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
243                                 nr_unshown);
244                         nr_unshown = 0;
245                 }
246                 nr_shown = 0;
247         }
248         if (nr_shown++ == 0)
249                 resume = jiffies + 60 * HZ;
250
251         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
252                 current->comm, page_to_pfn(page));
253         printk(KERN_ALERT
254                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
255                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
256                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
257
258         dump_stack();
259 out:
260         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
261         __ClearPageBuddy(page);
262         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
263 }
264
265 /*
266  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
267  *
268  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
269  *
270  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
271  *
272  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
273  * the head page (even the head page has this).
274  *
275  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
276  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
277  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
278  */
279
280 static void free_compound_page(struct page *page)
281 {
282         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
283 }
284
285 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
286 {
287         int i;
288         int nr_pages = 1 << order;
289
290         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
291         set_compound_order(page, order);
292         __SetPageHead(page);
293         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
294                 struct page *p = page + i;
295
296                 __SetPageTail(p);
297                 p->first_page = page;
298         }
299 }
300
301 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
302 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
303 {
304         int i;
305         int nr_pages = 1 << order;
306         struct page *p = page + 1;
307
308         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
309         set_compound_order(page, order);
310         __SetPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
312                 __SetPageTail(p);
313                 p->first_page = page;
314         }
315 }
316 #endif
317
318 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
319 {
320         int i;
321         int nr_pages = 1 << order;
322         int bad = 0;
323
324         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
325             unlikely(!PageHead(page))) {
326                 bad_page(page);
327                 bad++;
328         }
329
330         __ClearPageHead(page);
331
332         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
333                 struct page *p = page + i;
334
335                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
336                         bad_page(page);
337                         bad++;
338                 }
339                 __ClearPageTail(p);
340         }
341
342         return bad;
343 }
344
345 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
346 {
347         int i;
348
349         /*
350          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
351          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
352          */
353         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
354         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
355                 clear_highpage(page + i);
356 }
357
358 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
359 {
360         set_page_private(page, order);
361         __SetPageBuddy(page);
362 }
363
364 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
365 {
366         __ClearPageBuddy(page);
367         set_page_private(page, 0);
368 }
369
370 /*
371  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
372  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
373  *
374  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
375  * the following equation:
376  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
377  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
378  * 1 buddy is #10:
379  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
380  *
381  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
382  * satisfies the following equation:
383  *     P = B & ~(1 << O)
384  *
385  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
386  */
387 static inline struct page *
388 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
389 {
390         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
391
392         return page + (buddy_idx - page_idx);
393 }
394
395 static inline unsigned long
396 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
397 {
398         return (page_idx & ~(1 << order));
399 }
400
401 /*
402  * This function checks whether a page is free && is the buddy
403  * we can do coalesce a page and its buddy if
404  * (a) the buddy is not in a hole &&
405  * (b) the buddy is in the buddy system &&
406  * (c) a page and its buddy have the same order &&
407  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
408  *
409  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
410  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
411  *
412  * For recording page's order, we use page_private(page).
413  */
414 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
415                                                                 int order)
416 {
417         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
418                 return 0;
419
420         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
421                 return 0;
422
423         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
424                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
425                 return 1;
426         }
427         return 0;
428 }
429
430 /*
431  * Freeing function for a buddy system allocator.
432  *
433  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
434  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
435  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
436  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
437  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
438  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
439  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
440  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
441  * parts of the VM system.
442  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
443  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
444  * order is recorded in page_private(page) field.
445  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
446  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
447  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
448  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
449  * triggers coalescing into a block of larger size.            
450  *
451  * -- wli
452  */
453
454 static inline void __free_one_page(struct page *page,
455                 struct zone *zone, unsigned int order)
456 {
457         unsigned long page_idx;
458         int order_size = 1 << order;
459         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
460
461         if (unlikely(PageCompound(page)))
462                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
463                         return;
464
465         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
466
467         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
468         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
469
470         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
471         while (order < MAX_ORDER-1) {
472                 unsigned long combined_idx;
473                 struct page *buddy;
474
475                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
476                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
477                         break;
478
479                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
480                 list_del(&buddy->lru);
481                 zone->free_area[order].nr_free--;
482                 rmv_page_order(buddy);
483                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
484                 page = page + (combined_idx - page_idx);
485                 page_idx = combined_idx;
486                 order++;
487         }
488         set_page_order(page, order);
489         list_add(&page->lru,
490                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
491         zone->free_area[order].nr_free++;
492 }
493
494 static inline int free_pages_check(struct page *page)
495 {
496         free_page_mlock(page);
497         if (unlikely(page_mapcount(page) |
498                 (page->mapping != NULL)  |
499                 (page_count(page) != 0)  |
500                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
501                 bad_page(page);
502                 return 1;
503         }
504         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
505                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
506         return 0;
507 }
508
509 /*
510  * Frees a list of pages. 
511  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
512  * count is the number of pages to free.
513  *
514  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
515  * see if this freeing clears that state.
516  *
517  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
518  * pinned" detection logic.
519  */
520 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
521                                         struct list_head *list, int order)
522 {
523         spin_lock(&zone->lock);
524         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
525         zone->pages_scanned = 0;
526         while (count--) {
527                 struct page *page;
528
529                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
530                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
531                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
532                 list_del(&page->lru);
533                 __free_one_page(page, zone, order);
534         }
535         spin_unlock(&zone->lock);
536 }
537
538 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
539 {
540         spin_lock(&zone->lock);
541         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
542         zone->pages_scanned = 0;
543         __free_one_page(page, zone, order);
544         spin_unlock(&zone->lock);
545 }
546
547 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int i;
551         int bad = 0;
552
553         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
554                 bad += free_pages_check(page + i);
555         if (bad)
556                 return;
557
558         if (!PageHighMem(page)) {
559                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
560                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
561                                            PAGE_SIZE << order);
562         }
563         arch_free_page(page, order);
564         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
565
566         local_irq_save(flags);
567         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
568         free_one_page(page_zone(page), page, order);
569         local_irq_restore(flags);
570 }
571
572 /*
573  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
574  */
575 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
576 {
577         if (order == 0) {
578                 __ClearPageReserved(page);
579                 set_page_count(page, 0);
580                 set_page_refcounted(page);
581                 __free_page(page);
582         } else {
583                 int loop;
584
585                 prefetchw(page);
586                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
587                         struct page *p = &page[loop];
588
589                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
590                                 prefetchw(p + 1);
591                         __ClearPageReserved(p);
592                         set_page_count(p, 0);
593                 }
594
595                 set_page_refcounted(page);
596                 __free_pages(page, order);
597         }
598 }
599
600
601 /*
602  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
603  * Please do not alter this order without good reasons and regression
604  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
605  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
606  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
607  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
608  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
609  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
610  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
611  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
612  *
613  * -- wli
614  */
615 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
616         int low, int high, struct free_area *area,
617         int migratetype)
618 {
619         unsigned long size = 1 << high;
620
621         while (high > low) {
622                 area--;
623                 high--;
624                 size >>= 1;
625                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
626                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
627                 area->nr_free++;
628                 set_page_order(&page[size], high);
629         }
630 }
631
632 /*
633  * This page is about to be returned from the page allocator
634  */
635 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
636 {
637         if (unlikely(page_mapcount(page) |
638                 (page->mapping != NULL)  |
639                 (page_count(page) != 0)  |
640                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
641                 bad_page(page);
642                 return 1;
643         }
644
645         set_page_private(page, 0);
646         set_page_refcounted(page);
647
648         arch_alloc_page(page, order);
649         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
650
651         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
652                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
653
654         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
655                 prep_compound_page(page, order);
656
657         return 0;
658 }
659
660 /*
661  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
662  * the smallest available page from the freelists
663  */
664 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
665                                                 int migratetype)
666 {
667         unsigned int current_order;
668         struct free_area * area;
669         struct page *page;
670
671         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
672         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
673                 area = &(zone->free_area[current_order]);
674                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
675                         continue;
676
677                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
678                                                         struct page, lru);
679                 list_del(&page->lru);
680                 rmv_page_order(page);
681                 area->nr_free--;
682                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
683                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
684                 return page;
685         }
686
687         return NULL;
688 }
689
690
691 /*
692  * This array describes the order lists are fallen back to when
693  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
694  */
695 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
696         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
697         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
698         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
699         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
700 };
701
702 /*
703  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
704  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
705  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
706  */
707 static int move_freepages(struct zone *zone,
708                           struct page *start_page, struct page *end_page,
709                           int migratetype)
710 {
711         struct page *page;
712         unsigned long order;
713         int pages_moved = 0;
714
715 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
716         /*
717          * page_zone is not safe to call in this context when
718          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
719          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
720          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
721          * grouping pages by mobility
722          */
723         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
724 #endif
725
726         for (page = start_page; page <= end_page;) {
727                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
728                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
729
730                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
731                         page++;
732                         continue;
733                 }
734
735                 if (!PageBuddy(page)) {
736                         page++;
737                         continue;
738                 }
739
740                 order = page_order(page);
741                 list_del(&page->lru);
742                 list_add(&page->lru,
743                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
744                 page += 1 << order;
745                 pages_moved += 1 << order;
746         }
747
748         return pages_moved;
749 }
750
751 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
752                                 int migratetype)
753 {
754         unsigned long start_pfn, end_pfn;
755         struct page *start_page, *end_page;
756
757         start_pfn = page_to_pfn(page);
758         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
759         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
760         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
761         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
762
763         /* Do not cross zone boundaries */
764         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
765                 start_page = page;
766         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
767                 return 0;
768
769         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
770 }
771
772 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
773 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
774                                                 int start_migratetype)
775 {
776         struct free_area * area;
777         int current_order;
778         struct page *page;
779         int migratetype, i;
780
781         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
782         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
783                                                 --current_order) {
784                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
785                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
786
787                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
788                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
789                                 continue;
790
791                         area = &(zone->free_area[current_order]);
792                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
793                                 continue;
794
795                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
796                                         struct page, lru);
797                         area->nr_free--;
798
799                         /*
800                          * If breaking a large block of pages, move all free
801                          * pages to the preferred allocation list. If falling
802                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
803                          * agressive about taking ownership of free pages
804                          */
805                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
806                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
807                                 unsigned long pages;
808                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
809                                                                 start_migratetype);
810
811                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
812                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
813                                         set_pageblock_migratetype(page,
814                                                                 start_migratetype);
815
816                                 migratetype = start_migratetype;
817                         }
818
819                         /* Remove the page from the freelists */
820                         list_del(&page->lru);
821                         rmv_page_order(page);
822                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
823                                                         -(1UL << order));
824
825                         if (current_order == pageblock_order)
826                                 set_pageblock_migratetype(page,
827                                                         start_migratetype);
828
829                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
830                         return page;
831                 }
832         }
833
834         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
835         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
836 }
837
838 /*
839  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
840  * Call me with the zone->lock already held.
841  */
842 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
843                                                 int migratetype)
844 {
845         struct page *page;
846
847         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
848
849         if (unlikely(!page))
850                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
851
852         return page;
853 }
854
855 /* 
856  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
857  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
858  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
859  */
860 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
861                         unsigned long count, struct list_head *list,
862                         int migratetype)
863 {
864         int i;
865         
866         spin_lock(&zone->lock);
867         for (i = 0; i < count; ++i) {
868                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
869                 if (unlikely(page == NULL))
870                         break;
871
872                 /*
873                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
874                  * in physical page order. The page is added to the callers and
875                  * list and the list head then moves forward. From the callers
876                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
877                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
878                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
879                  * properly.
880                  */
881                 list_add(&page->lru, list);
882                 set_page_private(page, migratetype);
883                 list = &page->lru;
884         }
885         spin_unlock(&zone->lock);
886         return i;
887 }
888
889 #ifdef CONFIG_NUMA
890 /*
891  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
892  * currently executing processor on remote nodes after they have
893  * expired.
894  *
895  * Note that this function must be called with the thread pinned to
896  * a single processor.
897  */
898 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
899 {
900         unsigned long flags;
901         int to_drain;
902
903         local_irq_save(flags);
904         if (pcp->count >= pcp->batch)
905                 to_drain = pcp->batch;
906         else
907                 to_drain = pcp->count;
908         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
909         pcp->count -= to_drain;
910         local_irq_restore(flags);
911 }
912 #endif
913
914 /*
915  * Drain pages of the indicated processor.
916  *
917  * The processor must either be the current processor and the
918  * thread pinned to the current processor or a processor that
919  * is not online.
920  */
921 static void drain_pages(unsigned int cpu)
922 {
923         unsigned long flags;
924         struct zone *zone;
925
926         for_each_populated_zone(zone) {
927                 struct per_cpu_pageset *pset;
928                 struct per_cpu_pages *pcp;
929
930                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
931
932                 pcp = &pset->pcp;
933                 local_irq_save(flags);
934                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
935                 pcp->count = 0;
936                 local_irq_restore(flags);
937         }
938 }
939
940 /*
941  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
942  */
943 void drain_local_pages(void *arg)
944 {
945         drain_pages(smp_processor_id());
946 }
947
948 /*
949  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
950  */
951 void drain_all_pages(void)
952 {
953         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
954 }
955
956 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
957
958 void mark_free_pages(struct zone *zone)
959 {
960         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
961         unsigned long flags;
962         int order, t;
963         struct list_head *curr;
964
965         if (!zone->spanned_pages)
966                 return;
967
968         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
969
970         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
971         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
972                 if (pfn_valid(pfn)) {
973                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
974
975                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
976                                 swsusp_unset_page_free(page);
977                 }
978
979         for_each_migratetype_order(order, t) {
980                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
981                         unsigned long i;
982
983                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
984                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
985                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
986                 }
987         }
988         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
989 }
990 #endif /* CONFIG_PM */
991
992 /*
993  * Free a 0-order page
994  */
995 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
996 {
997         struct zone *zone = page_zone(page);
998         struct per_cpu_pages *pcp;
999         unsigned long flags;
1000
1001         if (PageAnon(page))
1002                 page->mapping = NULL;
1003         if (free_pages_check(page))
1004                 return;
1005
1006         if (!PageHighMem(page)) {
1007                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1008                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1009         }
1010         arch_free_page(page, 0);
1011         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1012
1013         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1014         local_irq_save(flags);
1015         __count_vm_event(PGFREE);
1016         if (cold)
1017                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1018         else
1019                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1020         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1021         pcp->count++;
1022         if (pcp->count >= pcp->high) {
1023                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1024                 pcp->count -= pcp->batch;
1025         }
1026         local_irq_restore(flags);
1027         put_cpu();
1028 }
1029
1030 void free_hot_page(struct page *page)
1031 {
1032         free_hot_cold_page(page, 0);
1033 }
1034         
1035 void free_cold_page(struct page *page)
1036 {
1037         free_hot_cold_page(page, 1);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1042  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1043  * Each sub-page must be freed individually.
1044  *
1045  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1046  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1047  */
1048 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1049 {
1050         int i;
1051
1052         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1053         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1054         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1055                 set_page_refcounted(page + i);
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1060  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1061  * or two.
1062  */
1063 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1064                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1065 {
1066         unsigned long flags;
1067         struct page *page;
1068         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1069         int cpu;
1070         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1071
1072 again:
1073         cpu  = get_cpu();
1074         if (likely(order == 0)) {
1075                 struct per_cpu_pages *pcp;
1076
1077                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1078                 local_irq_save(flags);
1079                 if (!pcp->count) {
1080                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1081                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1082                         if (unlikely(!pcp->count))
1083                                 goto failed;
1084                 }
1085
1086                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1087                 if (cold) {
1088                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1089                                 if (page_private(page) == migratetype)
1090                                         break;
1091                 } else {
1092                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1093                                 if (page_private(page) == migratetype)
1094                                         break;
1095                 }
1096
1097                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1098                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1099                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1100                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1101                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1102                 }
1103
1104                 list_del(&page->lru);
1105                 pcp->count--;
1106         } else {
1107                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1108                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1109                 spin_unlock(&zone->lock);
1110                 if (!page)
1111                         goto failed;
1112         }
1113
1114         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1115         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1116         local_irq_restore(flags);
1117         put_cpu();
1118
1119         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1120         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1121                 goto again;
1122         return page;
1123
1124 failed:
1125         local_irq_restore(flags);
1126         put_cpu();
1127         return NULL;
1128 }
1129
1130 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1131 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1132 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1133 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1134 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1135 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1136 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1137
1138 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1139
1140 static struct fail_page_alloc_attr {
1141         struct fault_attr attr;
1142
1143         u32 ignore_gfp_highmem;
1144         u32 ignore_gfp_wait;
1145         u32 min_order;
1146
1147 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1148
1149         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1150         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1151         struct dentry *min_order_file;
1152
1153 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1154
1155 } fail_page_alloc = {
1156         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1157         .ignore_gfp_wait = 1,
1158         .ignore_gfp_highmem = 1,
1159         .min_order = 1,
1160 };
1161
1162 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1163 {
1164         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1165 }
1166 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1167
1168 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1169 {
1170         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1171                 return 0;
1172         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1173                 return 0;
1174         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1175                 return 0;
1176         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1177                 return 0;
1178
1179         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1180 }
1181
1182 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1183
1184 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1185 {
1186         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1187         struct dentry *dir;
1188         int err;
1189
1190         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1191                                        "fail_page_alloc");
1192         if (err)
1193                 return err;
1194         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1195
1196         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1197                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1198                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1199
1200         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1201                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1202                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1203         fail_page_alloc.min_order_file =
1204                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1205                                    &fail_page_alloc.min_order);
1206
1207         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1208             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1209             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1210                 err = -ENOMEM;
1211                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1212                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1213                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1214                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1215         }
1216
1217         return err;
1218 }
1219
1220 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1221
1222 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1223
1224 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1225
1226 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1227 {
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1232
1233 /*
1234  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1235  * of the allocation.
1236  */
1237 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1238                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1239 {
1240         /* free_pages my go negative - that's OK */
1241         long min = mark;
1242         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1243         int o;
1244
1245         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1246                 min -= min / 2;
1247         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1248                 min -= min / 4;
1249
1250         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1251                 return 0;
1252         for (o = 0; o < order; o++) {
1253                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1254                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1255
1256                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1257                 min >>= 1;
1258
1259                 if (free_pages <= min)
1260                         return 0;
1261         }
1262         return 1;
1263 }
1264
1265 #ifdef CONFIG_NUMA
1266 /*
1267  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1268  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1269  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1270  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1271  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1272  *
1273  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1274  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1275  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1276  *
1277  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1278  * nothing and returns NULL.
1279  *
1280  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1281  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1282  *
1283  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1284  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1285  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1286  * quickly as we can.
1287  */
1288 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1289 {
1290         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1291         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1292
1293         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1294         if (!zlc)
1295                 return NULL;
1296
1297         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1298                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1299                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1300         }
1301
1302         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1303                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1304                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1305         return allowednodes;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1310  * if it is worth looking at further for free memory:
1311  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1312  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1313  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1314  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1315  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1316  * else return false (zero) if it is not.
1317  *
1318  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1319  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1320  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1321  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1322  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1323  * into the second scan of the zonelist.
1324  *
1325  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1326  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1327  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1328  * unturned looking for a free page.
1329  */
1330 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1331                                                 nodemask_t *allowednodes)
1332 {
1333         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1334         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1335         int n;                          /* node that zone *z is on */
1336
1337         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1338         if (!zlc)
1339                 return 1;
1340
1341         i = z - zonelist->_zonerefs;
1342         n = zlc->z_to_n[i];
1343
1344         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1345         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1350  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1351  * from that zone don't waste time re-examining it.
1352  */
1353 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1354 {
1355         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1356         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1357
1358         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1359         if (!zlc)
1360                 return;
1361
1362         i = z - zonelist->_zonerefs;
1363
1364         set_bit(i, zlc->fullzones);
1365 }
1366
1367 #else   /* CONFIG_NUMA */
1368
1369 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1370 {
1371         return NULL;
1372 }
1373
1374 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1375                                 nodemask_t *allowednodes)
1376 {
1377         return 1;
1378 }
1379
1380 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1381 {
1382 }
1383 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1384
1385 /*
1386  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1387  * a page.
1388  */
1389 static struct page *
1390 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1391                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1392 {
1393         struct zoneref *z;
1394         struct page *page = NULL;
1395         int classzone_idx;
1396         struct zone *zone, *preferred_zone;
1397         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1398         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1399         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1400
1401         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1402                                                         &preferred_zone);
1403         if (!preferred_zone)
1404                 return NULL;
1405
1406         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1407
1408         if (WARN_ON_ONCE(order >= MAX_ORDER))
1409                 return NULL;
1410
1411 zonelist_scan:
1412         /*
1413          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1414          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1415          */
1416         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1417                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1418                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1419                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1420                                 continue;
1421                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1422                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1423                                 goto try_next_zone;
1424
1425                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1426                         unsigned long mark;
1427                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1428                                 mark = zone->pages_min;
1429                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1430                                 mark = zone->pages_low;
1431                         else
1432                                 mark = zone->pages_high;
1433                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1434                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1435                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1436                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1437                                         goto this_zone_full;
1438                         }
1439                 }
1440
1441                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1442                 if (page)
1443                         break;
1444 this_zone_full:
1445                 if (NUMA_BUILD)
1446                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1447 try_next_zone:
1448                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1449                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1450                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1451                         zlc_active = 1;
1452                         did_zlc_setup = 1;
1453                 }
1454         }
1455
1456         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1457                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1458                 zlc_active = 0;
1459                 goto zonelist_scan;
1460         }
1461         return page;
1462 }
1463
1464 static inline int
1465 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1466                                 unsigned long pages_reclaimed)
1467 {
1468         /* Do not loop if specifically requested */
1469         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1470                 return 0;
1471
1472         /*
1473          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1474          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1475          * implementations.
1476          */
1477         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1478                 return 1;
1479
1480         /*
1481          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1482          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1483          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1484          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1485          * allocation still fails, we stop retrying.
1486          */
1487         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1488                 return 1;
1489
1490         /*
1491          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1492          * explicitly requests that.
1493          */
1494         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1495                 return 1;
1496
1497         return 0;
1498 }
1499
1500 static inline struct page *
1501 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1502         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1503         nodemask_t *nodemask)
1504 {
1505         struct page *page;
1506
1507         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1508         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1509                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1510                 return NULL;
1511         }
1512
1513         /*
1514          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1515          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1516          * we're still under heavy pressure.
1517          */
1518         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1519                 order, zonelist, high_zoneidx,
1520                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1521         if (page)
1522                 goto out;
1523
1524         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1525         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1526                 goto out;
1527
1528         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1529         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1530
1531 out:
1532         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1533         return page;
1534 }
1535
1536 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1537 static inline struct page *
1538 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1539         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1540         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, unsigned long *did_some_progress)
1541 {
1542         struct page *page = NULL;
1543         struct reclaim_state reclaim_state;
1544         struct task_struct *p = current;
1545
1546         cond_resched();
1547
1548         /* We now go into synchronous reclaim */
1549         cpuset_memory_pressure_bump();
1550
1551         /*
1552          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1553          */
1554         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1555         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1556         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1557         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1558
1559         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1560
1561         p->reclaim_state = NULL;
1562         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1563         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1564
1565         cond_resched();
1566
1567         if (order != 0)
1568                 drain_all_pages();
1569
1570         if (likely(*did_some_progress))
1571                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1572                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1573         return page;
1574 }
1575
1576 static inline int
1577 is_allocation_high_priority(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask)
1578 {
1579         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1580                         && !in_interrupt())
1581                 return 1;
1582         return 0;
1583 }
1584
1585 /*
1586  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1587  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1588  */
1589 static inline struct page *
1590 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1591         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1592         nodemask_t *nodemask)
1593 {
1594         struct page *page;
1595
1596         do {
1597                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1598                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1599
1600                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1601                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1602         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1603
1604         return page;
1605 }
1606
1607 static inline
1608 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1609                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1610 {
1611         struct zoneref *z;
1612         struct zone *zone;
1613
1614         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1615                 wakeup_kswapd(zone, order);
1616 }
1617
1618 static inline struct page *
1619 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1620         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1621         nodemask_t *nodemask)
1622 {
1623         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1624         struct page *page = NULL;
1625         int alloc_flags;
1626         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1627         unsigned long did_some_progress;
1628         struct task_struct *p = current;
1629
1630         /*
1631          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1632          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1633          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1634          * using a larger set of nodes after it has established that the
1635          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1636          * over allocated.
1637          */
1638         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1639                 goto nopage;
1640
1641         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1642
1643         /*
1644          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1645          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1646          * to how we want to proceed.
1647          *
1648          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1649          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1650          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1651          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1652          */
1653         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1654         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1655                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1656         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1657                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1658         if (wait)
1659                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1660
1661 restart:
1662         /*
1663          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1664          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1665          *
1666          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1667          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1668          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1669          */
1670         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1671                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1672         if (page)
1673                 goto got_pg;
1674
1675 rebalance:
1676         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1677         if (is_allocation_high_priority(p, gfp_mask)) {
1678                 /* Do not dip into emergency reserves if specified */
1679                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1680                         page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1681                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask);
1682                         if (page)
1683                                 goto got_pg;
1684                 }
1685
1686                 /* Ensure no recursion into the allocator */
1687                 goto nopage;
1688         }
1689
1690         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1691         if (!wait)
1692                 goto nopage;
1693
1694         /* Try direct reclaim and then allocating */
1695         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1696                                         zonelist, high_zoneidx,
1697                                         nodemask,
1698                                         alloc_flags, &did_some_progress);
1699         if (page)
1700                 goto got_pg;
1701
1702         /*
1703          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1704          * running out of options and have to consider going OOM
1705          */
1706         if (!did_some_progress) {
1707                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1708                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1709                                         zonelist, high_zoneidx,
1710                                         nodemask);
1711                         if (page)
1712                                 goto got_pg;
1713
1714                         /*
1715                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1716                          * but if no progress is being made, there are no other
1717                          * options and retrying is unlikely to help
1718                          */
1719                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1720                                 goto nopage;
1721
1722                         goto restart;
1723                 }
1724         }
1725
1726         /* Check if we should retry the allocation */
1727         pages_reclaimed += did_some_progress;
1728         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1729                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1730                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1731                 goto rebalance;
1732         }
1733
1734 nopage:
1735         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1736                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1737                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1738                         p->comm, order, gfp_mask);
1739                 dump_stack();
1740                 show_mem();
1741         }
1742 got_pg:
1743         return page;
1744
1745 }
1746
1747 /*
1748  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1749  */
1750 struct page *
1751 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1752                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1753 {
1754         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1755         struct page *page;
1756
1757         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1758
1759         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1760
1761         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1762                 return NULL;
1763
1764         /*
1765          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1766          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1767          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1768          */
1769         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1770                 return NULL;
1771
1772         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1773                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1774         if (unlikely(!page))
1775                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1776                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask);
1777
1778         return page;
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1781
1782 /*
1783  * Common helper functions.
1784  */
1785 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1786 {
1787         struct page * page;
1788         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1789         if (!page)
1790                 return 0;
1791         return (unsigned long) page_address(page);
1792 }
1793
1794 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1795
1796 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1797 {
1798         struct page * page;
1799
1800         /*
1801          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1802          * a highmem page
1803          */
1804         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1805
1806         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1807         if (page)
1808                 return (unsigned long) page_address(page);
1809         return 0;
1810 }
1811
1812 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1813
1814 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1815 {
1816         int i = pagevec_count(pvec);
1817
1818         while (--i >= 0)
1819                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1820 }
1821
1822 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1823 {
1824         if (put_page_testzero(page)) {
1825                 if (order == 0)
1826                         free_hot_page(page);
1827                 else
1828                         __free_pages_ok(page, order);
1829         }
1830 }
1831
1832 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1833
1834 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1835 {
1836         if (addr != 0) {
1837                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1838                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1839         }
1840 }
1841
1842 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1843
1844 /**
1845  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1846  * @size: the number of bytes to allocate
1847  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1848  *
1849  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1850  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1851  * allocate memory in power-of-two pages.
1852  *
1853  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1854  *
1855  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1856  */
1857 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1858 {
1859         unsigned int order = get_order(size);
1860         unsigned long addr;
1861
1862         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1863         if (addr) {
1864                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1865                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1866
1867                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1868                 while (used < alloc_end) {
1869                         free_page(used);
1870                         used += PAGE_SIZE;
1871                 }
1872         }
1873
1874         return (void *)addr;
1875 }
1876 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1877
1878 /**
1879  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1880  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1881  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1882  *
1883  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1884  */
1885 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1886 {
1887         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1888         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1889
1890         while (addr < end) {
1891                 free_page(addr);
1892                 addr += PAGE_SIZE;
1893         }
1894 }
1895 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1896
1897 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1898 {
1899         struct zoneref *z;
1900         struct zone *zone;
1901
1902         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1903         unsigned int sum = 0;
1904
1905         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1906
1907         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1908                 unsigned long size = zone->present_pages;
1909                 unsigned long high = zone->pages_high;
1910                 if (size > high)
1911                         sum += size - high;
1912         }
1913
1914         return sum;
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1919  */
1920 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1921 {
1922         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1923 }
1924 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1925
1926 /*
1927  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1928  */
1929 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1930 {
1931         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1932 }
1933
1934 static inline void show_node(struct zone *zone)
1935 {
1936         if (NUMA_BUILD)
1937                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1938 }
1939
1940 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1941 {
1942         val->totalram = totalram_pages;
1943         val->sharedram = 0;
1944         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1945         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1946         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1947         val->freehigh = nr_free_highpages();
1948         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1949 }
1950
1951 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1952
1953 #ifdef CONFIG_NUMA
1954 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1955 {
1956         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1957
1958         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1959         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1960 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1961         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1962         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1963                         NR_FREE_PAGES);
1964 #else
1965         val->totalhigh = 0;
1966         val->freehigh = 0;
1967 #endif
1968         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1969 }
1970 #endif
1971
1972 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1973
1974 /*
1975  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1976  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1977  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1978  */
1979 void show_free_areas(void)
1980 {
1981         int cpu;
1982         struct zone *zone;
1983
1984         for_each_populated_zone(zone) {
1985                 show_node(zone);
1986                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1987
1988                 for_each_online_cpu(cpu) {
1989                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1990
1991                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1992
1993                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1994                                cpu, pageset->pcp.high,
1995                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1996                 }
1997         }
1998
1999         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
2000                 " inactive_file:%lu"
2001 //TODO:  check/adjust line lengths
2002 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2003                 " unevictable:%lu"
2004 #endif
2005                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2006                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2007                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2008                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2009                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2010                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2011 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2012                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2013 #endif
2014                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2015                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2016                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2017                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2018                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2019                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2020                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2021                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2022                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2023
2024         for_each_populated_zone(zone) {
2025                 int i;
2026
2027                 show_node(zone);
2028                 printk("%s"
2029                         " free:%lukB"
2030                         " min:%lukB"
2031                         " low:%lukB"
2032                         " high:%lukB"
2033                         " active_anon:%lukB"
2034                         " inactive_anon:%lukB"
2035                         " active_file:%lukB"
2036                         " inactive_file:%lukB"
2037 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2038                         " unevictable:%lukB"
2039 #endif
2040                         " present:%lukB"
2041                         " pages_scanned:%lu"
2042                         " all_unreclaimable? %s"
2043                         "\n",
2044                         zone->name,
2045                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2046                         K(zone->pages_min),
2047                         K(zone->pages_low),
2048                         K(zone->pages_high),
2049                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2050                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2051                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2052                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2053 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2054                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2055 #endif
2056                         K(zone->present_pages),
2057                         zone->pages_scanned,
2058                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2059                         );
2060                 printk("lowmem_reserve[]:");
2061                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2062                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2063                 printk("\n");
2064         }
2065
2066         for_each_populated_zone(zone) {
2067                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2068
2069                 show_node(zone);
2070                 printk("%s: ", zone->name);
2071
2072                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2073                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2074                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2075                         total += nr[order] << order;
2076                 }
2077                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2078                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2079                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2080                 printk("= %lukB\n", K(total));
2081         }
2082
2083         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2084
2085         show_swap_cache_info();
2086 }
2087
2088 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2089 {
2090         zoneref->zone = zone;
2091         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2092 }
2093
2094 /*
2095  * Builds allocation fallback zone lists.
2096  *
2097  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2098  */
2099 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2100                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2101 {
2102         struct zone *zone;
2103
2104         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2105         zone_type++;
2106
2107         do {
2108                 zone_type--;
2109                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2110                 if (populated_zone(zone)) {
2111                         zoneref_set_zone(zone,
2112                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2113                         check_highest_zone(zone_type);
2114                 }
2115
2116         } while (zone_type);
2117         return nr_zones;
2118 }
2119
2120
2121 /*
2122  *  zonelist_order:
2123  *  0 = automatic detection of better ordering.
2124  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2125  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2126  *
2127  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2128  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2129  */
2130 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2131 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2132 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2133
2134 /* zonelist order in the kernel.
2135  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2136  */
2137 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2138 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2139
2140
2141 #ifdef CONFIG_NUMA
2142 /* The value user specified ....changed by config */
2143 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2144 /* string for sysctl */
2145 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2146 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2147
2148 /*
2149  * interface for configure zonelist ordering.
2150  * command line option "numa_zonelist_order"
2151  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2152  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2153  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2154  */
2155
2156 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2157 {
2158         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2159                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2160         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2161                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2162         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2163                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2164         } else {
2165                 printk(KERN_WARNING
2166                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2167                         "%s\n", s);
2168                 return -EINVAL;
2169         }
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2174 {
2175         if (s)
2176                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2177         return 0;
2178 }
2179 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2180
2181 /*
2182  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2183  */
2184 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2185                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2186                 loff_t *ppos)
2187 {
2188         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2189         int ret;
2190
2191         if (write)
2192                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2193                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2194         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2195         if (ret)
2196                 return ret;
2197         if (write) {
2198                 int oldval = user_zonelist_order;
2199                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2200                         /*
2201                          * bogus value.  restore saved string
2202                          */
2203                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2204                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2205                         user_zonelist_order = oldval;
2206                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2207                         build_all_zonelists();
2208         }
2209         return 0;
2210 }
2211
2212
2213 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2214 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2215
2216 /**
2217  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2218  * @node: node whose fallback list we're appending
2219  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2220  *
2221  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2222  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2223  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2224  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2225  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2226  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2227  * on them otherwise.
2228  * It returns -1 if no node is found.
2229  */
2230 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2231 {
2232         int n, val;
2233         int min_val = INT_MAX;
2234         int best_node = -1;
2235         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2236
2237         /* Use the local node if we haven't already */
2238         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2239                 node_set(node, *used_node_mask);
2240                 return node;
2241         }
2242
2243         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2244
2245                 /* Don't want a node to appear more than once */
2246                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2247                         continue;
2248
2249                 /* Use the distance array to find the distance */
2250                 val = node_distance(node, n);
2251
2252                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2253                 val += (n < node);
2254
2255                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2256                 tmp = cpumask_of_node(n);
2257                 if (!cpumask_empty(tmp))
2258                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2259
2260                 /* Slight preference for less loaded node */
2261                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2262                 val += node_load[n];
2263
2264                 if (val < min_val) {
2265                         min_val = val;
2266                         best_node = n;
2267                 }
2268         }
2269
2270         if (best_node >= 0)
2271                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2272
2273         return best_node;
2274 }
2275
2276
2277 /*
2278  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2279  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2280  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2281  */
2282 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2283 {
2284         int j;
2285         struct zonelist *zonelist;
2286
2287         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2288         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2289                 ;
2290         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2291                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2292         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2293         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2294 }
2295
2296 /*
2297  * Build gfp_thisnode zonelists
2298  */
2299 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2300 {
2301         int j;
2302         struct zonelist *zonelist;
2303
2304         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2305         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2306         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2307         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2312  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2313  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2314  * may still exist in local DMA zone.
2315  */
2316 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2317
2318 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2319 {
2320         int pos, j, node;
2321         int zone_type;          /* needs to be signed */
2322         struct zone *z;
2323         struct zonelist *zonelist;
2324
2325         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2326         pos = 0;
2327         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2328                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2329                         node = node_order[j];
2330                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2331                         if (populated_zone(z)) {
2332                                 zoneref_set_zone(z,
2333                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2334                                 check_highest_zone(zone_type);
2335                         }
2336                 }
2337         }
2338         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2339         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2340 }
2341
2342 static int default_zonelist_order(void)
2343 {
2344         int nid, zone_type;
2345         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2346         struct zone *z;
2347         int average_size;
2348         /*
2349          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2350          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2351          * into OOM very easily.
2352          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2353          */
2354         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2355         low_kmem_size = 0;
2356         total_size = 0;
2357         for_each_online_node(nid) {
2358                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2359                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2360                         if (populated_zone(z)) {
2361                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2362                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2363                                 total_size += z->present_pages;
2364                         }
2365                 }
2366         }
2367         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2368             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2369                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2370         /*
2371          * look into each node's config.
2372          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2373          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2374          */
2375         average_size = total_size /
2376                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2377         for_each_online_node(nid) {
2378                 low_kmem_size = 0;
2379                 total_size = 0;
2380                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2381                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2382                         if (populated_zone(z)) {
2383                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2384                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2385                                 total_size += z->present_pages;
2386                         }
2387                 }
2388                 if (low_kmem_size &&
2389                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2390                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2391                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2392         }
2393         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2394 }
2395
2396 static void set_zonelist_order(void)
2397 {
2398         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2399                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2400         else
2401                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2402 }
2403
2404 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2405 {
2406         int j, node, load;
2407         enum zone_type i;
2408         nodemask_t used_mask;
2409         int local_node, prev_node;
2410         struct zonelist *zonelist;
2411         int order = current_zonelist_order;
2412
2413         /* initialize zonelists */
2414         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2415                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2416                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2417                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2418         }
2419
2420         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2421         local_node = pgdat->node_id;
2422         load = num_online_nodes();
2423         prev_node = local_node;
2424         nodes_clear(used_mask);
2425
2426         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2427         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2428         j = 0;
2429
2430         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2431                 int distance = node_distance(local_node, node);
2432
2433                 /*
2434                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2435                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2436                  */
2437                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2438                         zone_reclaim_mode = 1;
2439
2440                 /*
2441                  * We don't want to pressure a particular node.
2442                  * So adding penalty to the first node in same
2443                  * distance group to make it round-robin.
2444                  */
2445                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2446                         node_load[node] = load;
2447
2448                 prev_node = node;
2449                 load--;
2450                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2451                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2452                 else
2453                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2454         }
2455
2456         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2457                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2458                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2459         }
2460
2461         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2462 }
2463
2464 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2465 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2466 {
2467         struct zonelist *zonelist;
2468         struct zonelist_cache *zlc;
2469         struct zoneref *z;
2470
2471         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2472         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2473         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2474         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2475                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2476 }
2477
2478
2479 #else   /* CONFIG_NUMA */
2480
2481 static void set_zonelist_order(void)
2482 {
2483         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2484 }
2485
2486 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2487 {
2488         int node, local_node;
2489         enum zone_type j;
2490         struct zonelist *zonelist;
2491
2492         local_node = pgdat->node_id;
2493
2494         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2495         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2496
2497         /*
2498          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2499          * of all the other nodes.
2500          * We don't want to pressure a particular node, so when
2501          * building the zones for node N, we make sure that the
2502          * zones coming right after the local ones are those from
2503          * node N+1 (modulo N)
2504          */
2505         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2506                 if (!node_online(node))
2507                         continue;
2508                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2509                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2510         }
2511         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2512                 if (!node_online(node))
2513                         continue;
2514                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2515                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2516         }
2517
2518         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2519         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2520 }
2521
2522 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2523 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2524 {
2525         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2526 }
2527
2528 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2529
2530 /* return values int ....just for stop_machine() */
2531 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2532 {
2533         int nid;
2534
2535         for_each_online_node(nid) {
2536                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2537
2538                 build_zonelists(pgdat);
2539                 build_zonelist_cache(pgdat);
2540         }
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 void build_all_zonelists(void)
2545 {
2546         set_zonelist_order();
2547
2548         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2549                 __build_all_zonelists(NULL);
2550                 mminit_verify_zonelist();
2551                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2552         } else {
2553                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2554                    of zonelist */
2555                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2556                 /* cpuset refresh routine should be here */
2557         }
2558         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2559         /*
2560          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2561          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2562          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2563          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2564          * disabled and enable it later
2565          */
2566         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2567                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2568         else
2569                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2570
2571         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2572                 "Total pages: %ld\n",
2573                         num_online_nodes(),
2574                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2575                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2576                         vm_total_pages);
2577 #ifdef CONFIG_NUMA
2578         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2579 #endif
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2584  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2585  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2586  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2587  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2588  * conservative, even though it seems large.
2589  *
2590  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2591  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2592  */
2593 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2594
2595 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2596 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2597 {
2598         unsigned long size = 1;
2599
2600         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2601
2602         while (size < pages)
2603                 size <<= 1;
2604
2605         /*
2606          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2607          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2608          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2609          */
2610         size = min(size, 4096UL);
2611
2612         return max(size, 4UL);
2613 }
2614 #else
2615 /*
2616  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2617  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2618  *
2619  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2620  *
2621  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2622  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2623  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2624  *
2625  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2626  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2627  *
2628  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2629  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2630  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2631  */
2632 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2633 {
2634         return 4096UL;
2635 }
2636 #endif
2637
2638 /*
2639  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2640  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2641  * hash function before the remainder is taken.
2642  */
2643 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2644 {
2645         return ffz(~size);
2646 }
2647
2648 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2649
2650 /*
2651  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2652  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2653  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2654  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2655  * blocks as reclaim kicks in
2656  */
2657 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2658 {
2659         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2660         struct page *page;
2661         unsigned long reserve, block_migratetype;
2662
2663         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2664         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2665         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2666         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2667                                                         pageblock_order;
2668
2669         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2670                 if (!pfn_valid(pfn))
2671                         continue;
2672                 page = pfn_to_page(pfn);
2673
2674                 /* Watch out for overlapping nodes */
2675                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2676                         continue;
2677
2678                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2679                 if (PageReserved(page))
2680                         continue;
2681
2682                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2683
2684                 /* If this block is reserved, account for it */
2685                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2686                         reserve--;
2687                         continue;
2688                 }
2689
2690                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2691                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2692                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2693                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2694                         reserve--;
2695                         continue;
2696                 }
2697
2698                 /*
2699                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2700                  * take it back
2701                  */
2702                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2703                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2704                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2705                 }
2706         }
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2711  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2712  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2713  */
2714 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2715                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2716 {
2717         struct page *page;
2718         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2719         unsigned long pfn;
2720         struct zone *z;
2721
2722         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2723                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2724
2725         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2726         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2727                 /*
2728                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2729                  * handed to this function.  They do not
2730                  * exist on hotplugged memory.
2731                  */
2732                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2733                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2734                                 continue;
2735                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2736                                 continue;
2737                 }
2738                 page = pfn_to_page(pfn);
2739                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2740                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2741                 init_page_count(page);
2742                 reset_page_mapcount(page);
2743                 SetPageReserved(page);
2744                 /*
2745                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2746                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2747                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2748                  * the address space during boot when many long-lived
2749                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2750                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2751                  * setup_zone_migrate_reserve()
2752                  *
2753                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2754                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2755                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2756                  * pfn out of zone.
2757                  */
2758                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2759                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2760                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2761                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2762
2763                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2764 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2765                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2766                 if (!is_highmem_idx(zone))
2767                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2768 #endif
2769         }
2770 }
2771
2772 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2773 {
2774         int order, t;
2775         for_each_migratetype_order(order, t) {
2776                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2777                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2778         }
2779 }
2780
2781 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2782 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2783         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2784 #endif
2785
2786 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2787 {
2788 #ifdef CONFIG_MMU
2789         int batch;
2790
2791         /*
2792          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2793          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2794          *
2795          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2796          */
2797         batch = zone->present_pages / 1024;
2798         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2799                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2800         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2801         if (batch < 1)
2802                 batch = 1;
2803
2804         /*
2805          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2806          * of 2 value was found to be more likely to have
2807          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2808          *
2809          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2810          * batches of pages, one task can end up with a lot
2811          * of pages of one half of the possible page colors
2812          * and the other with pages of the other colors.
2813          */
2814         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2815
2816         return batch;
2817
2818 #else
2819         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2820          * conditions.
2821          *
2822          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2823          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2824          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2825          *
2826          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2827          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2828          * can be a significant delay between the individual batches being
2829          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2830          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2831          */
2832         return 0;
2833 #endif
2834 }
2835
2836 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2837 {
2838         struct per_cpu_pages *pcp;
2839
2840         memset(p, 0, sizeof(*p));
2841
2842         pcp = &p->pcp;
2843         pcp->count = 0;
2844         pcp->high = 6 * batch;
2845         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2846         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2847 }
2848
2849 /*
2850  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2851  * to the value high for the pageset p.
2852  */
2853
2854 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2855                                 unsigned long high)
2856 {
2857         struct per_cpu_pages *pcp;
2858
2859         pcp = &p->pcp;
2860         pcp->high = high;
2861         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2862         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2863                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2864 }
2865
2866
2867 #ifdef CONFIG_NUMA
2868 /*
2869  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2870  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2871  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2872  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2873  * with interrupts disabled.
2874  *
2875  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2876  *
2877  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2878  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2879  * hotplugged processors.
2880  *
2881  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2882  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2883  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2884  */
2885 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2886
2887 /*
2888  * Dynamically allocate memory for the
2889  * per cpu pageset array in struct zone.
2890  */
2891 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2892 {
2893         struct zone *zone, *dzone;
2894         int node = cpu_to_node(cpu);
2895
2896         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2897
2898         for_each_populated_zone(zone) {
2899                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2900                                          GFP_KERNEL, node);
2901                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2902                         goto bad;
2903
2904                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2905
2906                 if (percpu_pagelist_fraction)
2907                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2908                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2909         }
2910
2911         return 0;
2912 bad:
2913         for_each_zone(dzone) {
2914                 if (!populated_zone(dzone))
2915                         continue;
2916                 if (dzone == zone)
2917                         break;
2918                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2919                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2920         }
2921         return -ENOMEM;
2922 }
2923
2924 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2925 {
2926         struct zone *zone;
2927
2928         for_each_zone(zone) {
2929                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2930
2931                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2932                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2933                         kfree(pset);
2934                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2935         }
2936 }
2937
2938 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2939                 unsigned long action,
2940                 void *hcpu)
2941 {
2942         int cpu = (long)hcpu;
2943         int ret = NOTIFY_OK;
2944
2945         switch (action) {
2946         case CPU_UP_PREPARE:
2947         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2948                 if (process_zones(cpu))
2949                         ret = NOTIFY_BAD;
2950                 break;
2951         case CPU_UP_CANCELED:
2952         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2953         case CPU_DEAD:
2954         case CPU_DEAD_FROZEN:
2955                 free_zone_pagesets(cpu);
2956                 break;
2957         default:
2958                 break;
2959         }
2960         return ret;
2961 }
2962
2963 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2964         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2965
2966 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2967 {
2968         int err;
2969
2970         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2971          * A cpuup callback will do this for every cpu
2972          * as it comes online
2973          */
2974         err = process_zones(smp_processor_id());
2975         BUG_ON(err);
2976         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2977 }
2978
2979 #endif
2980
2981 static noinline __init_refok
2982 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2983 {
2984         int i;
2985         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2986         size_t alloc_size;
2987
2988         /*
2989          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2990          * per zone.
2991          */
2992         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2993                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2994         zone->wait_table_bits =
2995                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2996         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2997                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2998
2999         if (!slab_is_available()) {
3000                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3001                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3002         } else {
3003                 /*
3004                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3005                  * via memory hot-add.
3006                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3007                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3008                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3009                  * node itself as well.
3010                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3011                  * necessary.
3012                  */
3013                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3014         }
3015         if (!zone->wait_table)
3016                 return -ENOMEM;
3017
3018         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3019                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3020
3021         return 0;
3022 }
3023
3024 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3025 {
3026         int cpu;
3027         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3028
3029         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3030 #ifdef CONFIG_NUMA
3031                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3032                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3033                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3034 #else
3035                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3036 #endif
3037         }
3038         if (zone->present_pages)
3039                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3040                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3041 }
3042
3043 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3044                                         unsigned long zone_start_pfn,
3045                                         unsigned long size,
3046                                         enum memmap_context context)
3047 {
3048         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3049         int ret;
3050         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3051         if (ret)
3052                 return ret;
3053         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3054
3055         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3056
3057         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3058                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3059                         pgdat->node_id,
3060                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3061                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3062
3063         zone_init_free_lists(zone);
3064
3065         return 0;
3066 }
3067
3068 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3069 /*
3070  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3071  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3072  */
3073 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3074 {
3075         int i;
3076
3077         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3078                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3079                         return i;
3080
3081         return -1;
3082 }
3083
3084 /*
3085  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3086  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3087  */
3088 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3089 {
3090         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3091                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3092                         return index;
3093
3094         return -1;
3095 }
3096
3097 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3098 /*
3099  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3100  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3101  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3102  * alternative
3103  */
3104 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3105 {
3106         int i;
3107
3108         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3109                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3110                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3111
3112                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3113                         return early_node_map[i].nid;
3114         }
3115         /* This is a memory hole */
3116         return -1;
3117 }
3118 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3119
3120 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3121 {
3122         int nid;
3123
3124         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3125         if (nid >= 0)
3126                 return nid;
3127         /* just returns 0 */
3128         return 0;
3129 }
3130
3131 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3132 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3133 {
3134         int nid;
3135
3136         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3137         if (nid >= 0 && nid != node)
3138                 return false;
3139         return true;
3140 }
3141 #endif
3142
3143 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3144 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3145         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3146                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3147
3148 /**
3149  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3150  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3151  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3152  *
3153  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3154  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3155  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3156  */
3157 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3158                                                 unsigned long max_low_pfn)
3159 {
3160         int i;
3161
3162         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3163                 unsigned long size_pages = 0;
3164                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3165
3166                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3167                         continue;
3168
3169                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3170                         end_pfn = max_low_pfn;
3171
3172                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3173                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3174                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3175                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3176         }
3177 }
3178
3179 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3180 {
3181         int i;
3182         int ret;
3183
3184         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3185                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3186                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3187                 if (ret)
3188                         break;
3189         }
3190 }
3191 /**
3192  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3193  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3194  *
3195  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3196  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3197  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3198  */
3199 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3200 {
3201         int i;
3202
3203         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3204                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3205                                 early_node_map[i].start_pfn,
3206                                 early_node_map[i].end_pfn);
3207 }
3208
3209 /**
3210  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3211  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3212  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3213  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3214  *
3215  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3216  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3217  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3218  * PFNs will be 0.
3219  */
3220 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3221                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3222 {
3223         int i;
3224         *start_pfn = -1UL;
3225         *end_pfn = 0;
3226
3227         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3228                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3229                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3230         }
3231
3232         if (*start_pfn == -1UL)
3233                 *start_pfn = 0;
3234 }
3235
3236 /*
3237  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3238  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3239  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3240  */
3241 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3242 {
3243         int zone_index;
3244         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3245                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3246                         continue;
3247
3248                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3249                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3250                         break;
3251         }
3252
3253         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3254         movable_zone = zone_index;
3255 }
3256
3257 /*
3258  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3259  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3260  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3261  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3262  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3263  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3264  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3265  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3266  */
3267 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3268                                         unsigned long zone_type,
3269                                         unsigned long node_start_pfn,
3270                                         unsigned long node_end_pfn,
3271                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3272                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3273 {
3274         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3275         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3276                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3277                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3278                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3279                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3280                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3281
3282                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3283                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3284                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3285                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3286
3287                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3288                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3289                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3290         }
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3295  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3296  */
3297 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3298                                         unsigned long zone_type,
3299                                         unsigned long *ignored)
3300 {
3301         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3302         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3303
3304         /* Get the start and end of the node and zone */
3305         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3306         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3307         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3308         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3309                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3310                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3311
3312         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3313         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3314                 return 0;
3315
3316         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3317         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3318         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3319
3320         /* Return the spanned pages */
3321         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3322 }
3323
3324 /*
3325  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3326  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3327  */
3328 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3329                                 unsigned long range_start_pfn,
3330                                 unsigned long range_end_pfn)
3331 {
3332         int i = 0;
3333         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3334         unsigned long start_pfn;
3335
3336         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3337         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3338         if (i == -1)
3339                 return 0;
3340
3341         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3342
3343         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3344         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3345                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3346
3347         /* Find all holes for the zone within the node */
3348         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3349
3350                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3351                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3352                         break;
3353
3354                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3355                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3356                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3357
3358                 /* Update the hole size cound and move on */
3359                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3360                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3361                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3362                 }
3363                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3364         }
3365
3366         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3367         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3368                 hole_pages += range_end_pfn -
3369                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3370
3371         return hole_pages;
3372 }
3373
3374 /**
3375  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3376  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3377  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3378  *
3379  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3380  */
3381 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3382                                                         unsigned long end_pfn)
3383 {
3384         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3385 }
3386
3387 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3388 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3389                                         unsigned long zone_type,
3390                                         unsigned long *ignored)
3391 {
3392         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3393         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3394
3395         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3396         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3397                                                         node_start_pfn);
3398         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3399                                                         node_end_pfn);
3400
3401         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3402                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3403                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3404         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3405 }
3406
3407 #else
3408 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3409                                         unsigned long zone_type,
3410                                         unsigned long *zones_size)
3411 {
3412         return zones_size[zone_type];
3413 }
3414
3415 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3416                                                 unsigned long zone_type,
3417                                                 unsigned long *zholes_size)
3418 {
3419         if (!zholes_size)
3420                 return 0;
3421
3422         return zholes_size[zone_type];
3423 }
3424
3425 #endif
3426
3427 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3428                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3429 {
3430         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3431         enum zone_type i;
3432
3433         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3434                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3435                                                                 zones_size);
3436         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3437
3438         realtotalpages = totalpages;
3439         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3440                 realtotalpages -=
3441                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3442                                                                 zholes_size);
3443         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3444         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3445                                                         realtotalpages);
3446 }
3447
3448 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3449 /*
3450  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3451  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3452  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3453  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3454  * bytes.
3455  */
3456 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3457 {
3458         unsigned long usemapsize;
3459
3460         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3461         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3462         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3463         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3464
3465         return usemapsize / 8;
3466 }
3467
3468 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3469                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3470 {
3471         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3472         zone->pageblock_flags = NULL;
3473         if (usemapsize)
3474                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3475 }
3476 #else
3477 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3478                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3479 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3480
3481 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3482
3483 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3484 static inline int pageblock_default_order(void)
3485 {
3486         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3487                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3488
3489         return MAX_ORDER-1;
3490 }
3491
3492 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3493 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3494 {
3495         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3496         if (pageblock_order)
3497                 return;
3498
3499         /*
3500          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3501          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3502          */
3503         pageblock_order = order;
3504 }
3505 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3506
3507 /*
3508  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3509  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3510  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3511  * pageblock_order based on the kernel config
3512  */
3513 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3514 {
3515         return MAX_ORDER-1;
3516 }
3517 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3518
3519 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3520
3521 /*
3522  * Set up the zone data structures:
3523  *   - mark all pages reserved
3524  *   - mark all memory queues empty
3525  *   - clear the memory bitmaps
3526  */
3527 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3528                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3529 {
3530         enum zone_type j;
3531         int nid = pgdat->node_id;
3532         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3533         int ret;
3534
3535         pgdat_resize_init(pgdat);
3536         pgdat->nr_zones = 0;
3537         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3538         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3539         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3540         
3541         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3542                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3543                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3544                 enum lru_list l;
3545
3546                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3547                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3548                                                                 zholes_size);
3549
3550                 /*
3551                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3552                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3553                  * and per-cpu initialisations
3554                  */
3555                 memmap_pages =
3556                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3557                 if (realsize >= memmap_pages) {
3558                         realsize -= memmap_pages;
3559                         if (memmap_pages)
3560                                 printk(KERN_DEBUG
3561                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3562                                        zone_names[j], memmap_pages);
3563                 } else
3564                         printk(KERN_WARNING
3565                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3566                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3567
3568                 /* Account for reserved pages */
3569                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3570                         realsize -= dma_reserve;
3571                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3572                                         zone_names[0], dma_reserve);
3573                 }
3574
3575                 if (!is_highmem_idx(j))
3576                         nr_kernel_pages += realsize;
3577                 nr_all_pages += realsize;
3578
3579                 zone->spanned_pages = size;
3580                 zone->present_pages = realsize;
3581 #ifdef CONFIG_NUMA
3582                 zone->node = nid;
3583                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3584                                                 / 100;
3585                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3586 #endif
3587                 zone->name = zone_names[j];
3588                 spin_lock_init(&zone->lock);
3589                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3590                 zone_seqlock_init(zone);
3591                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3592
3593                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3594
3595                 zone_pcp_init(zone);
3596                 for_each_lru(l) {
3597                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3598                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3599                 }
3600                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3601                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3602                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3603                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3604                 zap_zone_vm_stats(zone);
3605                 zone->flags = 0;
3606                 if (!size)
3607                         continue;
3608
3609                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3610                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3611                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3612                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3613                 BUG_ON(ret);
3614                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3615                 zone_start_pfn += size;
3616         }
3617 }
3618
3619 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3620 {
3621         /* Skip empty nodes */
3622         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3623                 return;
3624
3625 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3626         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3627         if (!pgdat->node_mem_map) {
3628                 unsigned long size, start, end;
3629                 struct page *map;
3630
3631                 /*
3632                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3633                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3634                  * for the buddy allocator to function correctly.
3635                  */
3636                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3637                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3638                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3639                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3640                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3641                 if (!map)
3642                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3643                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3644         }
3645 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3646         /*
3647          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3648          */
3649         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3650                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3651 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3652                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3653                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3654 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3655         }
3656 #endif
3657 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3658 }
3659
3660 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3661                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3662 {
3663         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3664
3665         pgdat->node_id = nid;
3666         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3667         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3668
3669         alloc_node_mem_map(pgdat);
3670 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3671         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3672                 nid, (unsigned long)pgdat,
3673                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3674 #endif
3675
3676         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3677 }
3678
3679 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3680
3681 #if MAX_NUMNODES > 1
3682 /*
3683  * Figure out the number of possible node ids.
3684  */
3685 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3686 {
3687         unsigned int node;
3688         unsigned int highest = 0;
3689
3690         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3691                 highest = node;
3692         nr_node_ids = highest + 1;
3693 }
3694 #else
3695 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3696 {
3697 }
3698 #endif
3699
3700 /**
3701  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3702  * @nid: The node ID the range resides on
3703  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3704  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3705  *
3706  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3707  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3708  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3709  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3710  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3711  */
3712 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3713                                                 unsigned long end_pfn)
3714 {
3715         int i;
3716
3717         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3718                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3719                         "%d entries of %d used\n",
3720                         nid, start_pfn, end_pfn,
3721                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3722
3723         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3724
3725         /* Merge with existing active regions if possible */
3726         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3727                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3728                         continue;
3729
3730                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3731                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3732                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3733                         return;
3734
3735                 /* Merge forward if suitable */
3736                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3737                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3738                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3739                         return;
3740                 }
3741
3742                 /* Merge backward if suitable */
3743                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3744                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3745                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3746                         return;
3747                 }
3748         }
3749
3750         /* Check that early_node_map is large enough */
3751         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3752                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3753                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3754                 return;
3755         }
3756
3757         early_node_map[i].nid = nid;
3758         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3759         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3760         nr_nodemap_entries = i + 1;
3761 }
3762
3763 /**
3764  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3765  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3766  * @start_pfn: The new PFN of the range
3767  * @end_pfn: The new PFN of the range
3768  *
3769  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3770  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3771  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3772  * range.
3773  */
3774 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3775                                 unsigned long end_pfn)
3776 {
3777         int i, j;
3778         int removed = 0;
3779
3780         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3781                           nid, start_pfn, end_pfn);
3782
3783         /* Find the old active region end and shrink */
3784         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3785                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3786                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3787                         /* clear it */
3788                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3789                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3790                         removed = 1;
3791                         continue;
3792                 }
3793                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3794                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3795                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3796                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3797                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3798                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3799                         continue;
3800                 }
3801                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3802                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3803                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3804                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3805                         continue;
3806                 }
3807         }
3808
3809         if (!removed)
3810                 return;
3811
3812         /* remove the blank ones */
3813         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3814                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3815                         continue;
3816                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3817                         continue;
3818                 /* we found it, get rid of it */
3819                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3820                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3821                                 sizeof(early_node_map[j]));
3822                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3823                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3824                 nr_nodemap_entries--;
3825         }
3826 }
3827
3828 /**
3829  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3830  *
3831  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3832  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3833  * all currently registered regions.
3834  */
3835 void __init remove_all_active_ranges(void)
3836 {
3837         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3838         nr_nodemap_entries = 0;
3839 }
3840
3841 /* Compare two active node_active_regions */
3842 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3843 {
3844         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3845         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3846
3847         /* Done this way to avoid overflows */
3848         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3849                 return 1;
3850         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3851                 return -1;
3852
3853         return 0;
3854 }
3855
3856 /* sort the node_map by start_pfn */
3857 static void __init sort_node_map(void)
3858 {
3859         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3860                         sizeof(struct node_active_region),
3861                         cmp_node_active_region, NULL);
3862 }
3863
3864 /* Find the lowest pfn for a node */
3865 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3866 {
3867         int i;
3868         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3869
3870         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3871         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3872                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3873
3874         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3875                 printk(KERN_WARNING
3876                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3877                 return 0;
3878         }
3879
3880         return min_pfn;
3881 }
3882
3883 /**
3884  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3885  *
3886  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3887  * add_active_range().
3888  */
3889 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3890 {
3891         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3892 }
3893
3894 /*
3895  * early_calculate_totalpages()
3896  * Sum pages in active regions for movable zone.
3897  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3898  */
3899 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3900 {
3901         int i;
3902         unsigned long totalpages = 0;
3903
3904         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3905                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3906                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3907                 totalpages += pages;
3908                 if (pages)
3909                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3910         }
3911         return totalpages;
3912 }
3913
3914 /*
3915  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3916  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3917  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3918  * others
3919  */
3920 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3921 {
3922         int i, nid;
3923         unsigned long usable_startpfn;
3924         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3925         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3926         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3927
3928         /*
3929          * If movablecore was specified, calculate what size of
3930          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3931          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3932          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3933          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3934          * what movablecore would have allowed.
3935          */
3936         if (required_movablecore) {
3937                 unsigned long corepages;
3938
3939                 /*
3940                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3941                  * was requested by the user
3942                  */
3943                 required_movablecore =
3944                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3945                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3946
3947                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3948         }
3949
3950         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3951         if (!required_kernelcore)
3952                 return;
3953
3954         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3955         find_usable_zone_for_movable();
3956         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3957
3958 restart:
3959         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3960         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3961         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3962                 /*
3963                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3964                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3965                  * amount of memory for the kernel
3966                  */
3967                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3968                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3969
3970                 /*
3971                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3972                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3973                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3974                  */
3975                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3976
3977                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3978                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3979                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3980                         unsigned long size_pages;
3981
3982                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3983                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3984                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3985                         if (start_pfn >= end_pfn)
3986                                 continue;
3987
3988                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3989                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3990                                 unsigned long kernel_pages;
3991                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3992                                                                 - start_pfn;
3993
3994                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3995                                                         kernelcore_remaining);
3996                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3997                                                         required_kernelcore);
3998
3999                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4000                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4001
4002                                         /*
4003                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4004                                          * that if we have to rebalance
4005                                          * kernelcore across nodes, we will
4006                                          * not double account here
4007                                          */
4008                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4009                                         continue;
4010                                 }
4011                                 start_pfn = usable_startpfn;
4012                         }
4013
4014                         /*
4015                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4016                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4017                          * number of pages used as kernelcore
4018                          */
4019                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4020                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4021                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4022                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4023
4024                         /*
4025                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4026                          * break if the kernelcore for this node has been
4027                          * satisified
4028                          */
4029                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4030                                                                 size_pages);
4031                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4032                         if (!kernelcore_remaining)
4033                                 break;
4034                 }
4035         }
4036
4037         /*
4038          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4039          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4040          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4041          * satisified
4042          */
4043         usable_nodes--;
4044         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4045                 goto restart;
4046
4047         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4048         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4049                 zone_movable_pfn[nid] =
4050                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4051 }
4052
4053 /* Any regular memory on that node ? */
4054 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4055 {
4056 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4057         enum zone_type zone_type;
4058
4059         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4060                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4061                 if (zone->present_pages)
4062                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4063         }
4064 #endif
4065 }
4066
4067 /**
4068  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4069  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4070  *
4071  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4072  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4073  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4074  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4075  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4076  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4077  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4078  * at arch_max_dma_pfn.
4079  */
4080 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4081 {
4082         unsigned long nid;
4083         int i;
4084
4085         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4086         sort_node_map();
4087
4088         /* Record where the zone boundaries are */
4089         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4090                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4091         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4092                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4093         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4094         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4095         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4096                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4097                         continue;
4098                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4099                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4100                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4101                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4102         }
4103         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4104         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4105
4106         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4107         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4108         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4109
4110         /* Print out the zone ranges */
4111         printk("Zone PFN ranges:\n");
4112         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4113                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4114                         continue;
4115                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4116                                 zone_names[i],
4117                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4118                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4119         }
4120
4121         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4122         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4123         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4124                 if (zone_movable_pfn[i])
4125                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4126         }
4127
4128         /* Print out the early_node_map[] */
4129         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4130         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4131                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4132                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4133                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4134
4135         /* Initialise every node */
4136         mminit_verify_pageflags_layout();
4137         setup_nr_node_ids();
4138         for_each_online_node(nid) {
4139                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4140                 free_area_init_node(nid, NULL,
4141                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4142
4143                 /* Any memory on that node */
4144                 if (pgdat->node_present_pages)
4145                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4146                 check_for_regular_memory(pgdat);
4147         }
4148 }
4149
4150 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4151 {
4152         unsigned long long coremem;
4153         if (!p)
4154                 return -EINVAL;
4155
4156         coremem = memparse(p, &p);
4157         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4158
4159         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4160         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4161
4162         return 0;
4163 }
4164
4165 /*
4166  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4167  * cannot be reclaimed or migrated.
4168  */
4169 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4170 {
4171         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4172 }
4173
4174 /*
4175  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4176  * can be reclaimed or migrated.
4177  */
4178 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4179 {
4180         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4181 }
4182
4183 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4184 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4185
4186 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4187
4188 /**
4189  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4190  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4191  *
4192  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4193  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4194  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4195  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4196  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4197  * smaller per-cpu batchsize.
4198  */
4199 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4200 {
4201         dma_reserve = new_dma_reserve;
4202 }
4203
4204 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4205 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4206 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4207 #endif
4208
4209 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4210 {
4211         free_area_init_node(0, zones_size,
4212                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4213 }
4214
4215 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4216                                  unsigned long action, void *hcpu)
4217 {
4218         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4219
4220         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4221                 drain_pages(cpu);
4222
4223                 /*
4224                  * Spill the event counters of the dead processor
4225                  * into the current processors event counters.
4226                  * This artificially elevates the count of the current
4227                  * processor.
4228                  */
4229                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4230
4231                 /*
4232                  * Zero the differential counters of the dead processor
4233                  * so that the vm statistics are consistent.
4234                  *
4235                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4236                  * race with what we are doing.
4237                  */
4238                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4239         }
4240         return NOTIFY_OK;
4241 }
4242
4243 void __init page_alloc_init(void)
4244 {
4245         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4246 }
4247
4248 /*
4249  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4250  *      or min_free_kbytes changes.
4251  */
4252 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4253 {
4254         struct pglist_data *pgdat;
4255         unsigned long reserve_pages = 0;
4256         enum zone_type i, j;
4257
4258         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4259                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4260                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4261                         unsigned long max = 0;
4262
4263                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4264                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4265                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4266                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4267                         }
4268
4269                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4270                         max += zone->pages_high;
4271
4272                         if (max > zone->present_pages)
4273                                 max = zone->present_pages;
4274                         reserve_pages += max;
4275                 }
4276         }
4277         totalreserve_pages = reserve_pages;
4278 }
4279
4280 /*
4281  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4282  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4283  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4284  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4285  */
4286 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4287 {
4288         struct pglist_data *pgdat;
4289         enum zone_type j, idx;
4290
4291         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4292                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4293                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4294                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4295
4296                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4297
4298                         idx = j;
4299                         while (idx) {
4300                                 struct zone *lower_zone;
4301
4302                                 idx--;
4303
4304                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4305                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4306
4307                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4308                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4309                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4310                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4311                         }
4312                 }
4313         }
4314
4315         /* update totalreserve_pages */
4316         calculate_totalreserve_pages();
4317 }
4318
4319 /**
4320  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4321  *
4322  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4323  * with respect to min_free_kbytes.
4324  */
4325 void setup_per_zone_pages_min(void)
4326 {
4327         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4328         unsigned long lowmem_pages = 0;
4329         struct zone *zone;
4330         unsigned long flags;
4331
4332         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4333         for_each_zone(zone) {
4334                 if (!is_highmem(zone))
4335                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4336         }
4337
4338         for_each_zone(zone) {
4339                 u64 tmp;
4340
4341                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4342                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4343                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4344                 if (is_highmem(zone)) {
4345                         /*
4346                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4347                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4348                          * value here.
4349                          *
4350                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4351                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4352                          * not be capped for highmem.
4353                          */
4354                         int min_pages;
4355
4356                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4357                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4358                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4359                         if (min_pages > 128)
4360                                 min_pages = 128;
4361                         zone->pages_min = min_pages;
4362                 } else {
4363                         /*
4364                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4365                          * proportionate to the zone's size.
4366                          */
4367                         zone->pages_min = tmp;
4368                 }
4369
4370                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4371                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4372                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4373                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4374         }
4375
4376         /* update totalreserve_pages */
4377         calculate_totalreserve_pages();
4378 }
4379
4380 /**
4381  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4382  *
4383  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4384  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4385  * to be referenced again before it is swapped out.
4386  *
4387  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4388  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4389  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4390  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4391  *
4392  * total     target    max
4393  * memory    ratio     inactive anon
4394  * -------------------------------------
4395  *   10MB       1         5MB
4396  *  100MB       1        50MB
4397  *    1GB       3       250MB
4398  *   10GB      10       0.9GB
4399  *  100GB      31         3GB
4400  *    1TB     101        10GB
4401  *   10TB     320        32GB
4402  */
4403 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4404 {
4405         struct zone *zone;
4406
4407         for_each_zone(zone) {
4408                 unsigned int gb, ratio;
4409
4410                 /* Zone size in gigabytes */
4411                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4412                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4413                 if (!ratio)
4414                         ratio = 1;
4415
4416                 zone->inactive_ratio = ratio;
4417         }
4418 }
4419
4420 /*
4421  * Initialise min_free_kbytes.
4422  *
4423  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4424  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4425  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4426  *
4427  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4428  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4429  *
4430  * which yields
4431  *
4432  * 16MB:        512k
4433  * 32MB:        724k
4434  * 64MB:        1024k
4435  * 128MB:       1448k
4436  * 256MB:       2048k
4437  * 512MB:       2896k
4438  * 1024MB:      4096k
4439  * 2048MB:      5792k
4440  * 4096MB:      8192k
4441  * 8192MB:      11584k
4442  * 16384MB:     16384k
4443  */
4444 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4445 {
4446         unsigned long lowmem_kbytes;
4447
4448         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4449
4450         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4451         if (min_free_kbytes < 128)
4452                 min_free_kbytes = 128;
4453         if (min_free_kbytes > 65536)
4454                 min_free_kbytes = 65536;
4455         setup_per_zone_pages_min();
4456         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4457         setup_per_zone_inactive_ratio();
4458         return 0;
4459 }
4460 module_init(init_per_zone_pages_min)
4461
4462 /*
4463  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4464  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4465  *      changes.
4466  */
4467 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4468         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4469 {
4470         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4471         if (write)
4472                 setup_per_zone_pages_min();
4473         return 0;
4474 }
4475
4476 #ifdef CONFIG_NUMA
4477 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4478         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4479 {
4480         struct zone *zone;
4481         int rc;
4482
4483         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4484         if (rc)
4485                 return rc;
4486
4487         for_each_zone(zone)
4488                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4489                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4490         return 0;
4491 }
4492
4493 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4494         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4495 {
4496         struct zone *zone;
4497         int rc;
4498
4499         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4500         if (rc)
4501                 return rc;
4502
4503         for_each_zone(zone)
4504                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4505                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4506         return 0;
4507 }
4508 #endif
4509
4510 /*
4511  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4512  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4513  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4514  *
4515  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4516  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4517  * if in function of the boot time zone sizes.
4518  */
4519 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4520         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4521 {
4522         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4523         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4524         return 0;
4525 }
4526
4527 /*
4528  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4529  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4530  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4531  */
4532
4533 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4534         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4535 {
4536         struct zone *zone;
4537         unsigned int cpu;
4538         int ret;
4539
4540         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4541         if (!write || (ret == -EINVAL))
4542                 return ret;
4543         for_each_zone(zone) {
4544                 for_each_online_cpu(cpu) {
4545                         unsigned long  high;
4546                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4547                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4548                 }
4549         }
4550         return 0;
4551 }
4552
4553 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4554
4555 #ifdef CONFIG_NUMA
4556 static int __init set_hashdist(char *str)
4557 {
4558         if (!str)
4559                 return 0;
4560         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4561         return 1;
4562 }
4563 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4564 #endif
4565
4566 /*
4567  * allocate a large system hash table from bootmem
4568  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4569  *   quantity of entries
4570  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4571  */
4572 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4573                                      unsigned long bucketsize,
4574                                      unsigned long numentries,
4575                                      int scale,
4576                                      int flags,
4577                                      unsigned int *_hash_shift,
4578                                      unsigned int *_hash_mask,
4579                                      unsigned long limit)
4580 {
4581         unsigned long long max = limit;
4582         unsigned long log2qty, size;
4583         void *table = NULL;
4584
4585         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4586         if (!numentries) {
4587                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4588                 numentries = nr_kernel_pages;
4589                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4590                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4591                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4592
4593                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4594                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4595                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4596                 else
4597                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4598
4599                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4600                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4601                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4602         }
4603         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4604
4605         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4606         if (max == 0) {
4607                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4608                 do_div(max, bucketsize);
4609         }
4610
4611         if (numentries > max)
4612                 numentries = max;
4613
4614         log2qty = ilog2(numentries);
4615
4616         do {
4617                 size = bucketsize << log2qty;
4618                 if (flags & HASH_EARLY)
4619                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4620                 else if (hashdist)
4621                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4622                 else {
4623                         unsigned long order = get_order(size);
4624
4625                         if (order < MAX_ORDER)
4626                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4627                                                                 order);
4628                         /*
4629                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4630                          * some pages at the end of hash table.
4631                          */
4632                         if (table) {
4633                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4634                                                 (PAGE_SIZE << order);
4635                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4636                                                 PAGE_ALIGN(size);
4637                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4638                                 while (used < alloc_end) {
4639                                         free_page(used);
4640                                         used += PAGE_SIZE;
4641                                 }
4642                         }
4643                 }
4644         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4645
4646         if (!table)
4647                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4648
4649         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4650                tablename,
4651                (1U << log2qty),
4652                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4653                size);
4654
4655         if (_hash_shift)
4656                 *_hash_shift = log2qty;
4657         if (_hash_mask)
4658                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4659
4660         /*
4661          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4662          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4663          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4664          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4665          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4666          */
4667         if (!hashdist)
4668                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4669
4670         return table;
4671 }
4672
4673 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4674 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4675                                                         unsigned long pfn)
4676 {
4677 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4678         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4679 #else
4680         return zone->pageblock_flags;
4681 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4682 }
4683
4684 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4685 {
4686 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4687         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4688         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4689 #else
4690         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4691         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4692 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4693 }
4694
4695 /**
4696  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4697  * @page: The page within the block of interest
4698  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4699  * @end_bitidx: The last bit of interest
4700  * returns pageblock_bits flags
4701  */
4702 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4703                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4704 {
4705         struct zone *zone;
4706         unsigned long *bitmap;
4707         unsigned long pfn, bitidx;
4708         unsigned long flags = 0;
4709         unsigned long value = 1;
4710
4711         zone = page_zone(page);
4712         pfn = page_to_pfn(page);
4713         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4714         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4715
4716         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4717                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4718                         flags |= value;
4719
4720         return flags;
4721 }
4722
4723 /**
4724  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4725  * @page: The page within the block of interest
4726  * @start_bitidx: The first bit of interest
4727  * @end_bitidx: The last bit of interest
4728  * @flags: The flags to set
4729  */
4730 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4731                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4732 {
4733         struct zone *zone;
4734         unsigned long *bitmap;
4735         unsigned long pfn, bitidx;
4736         unsigned long value = 1;
4737
4738         zone = page_zone(page);
4739         pfn = page_to_pfn(page);
4740         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4741         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4742         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4743         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4744
4745         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4746                 if (flags & value)
4747                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4748                 else
4749                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4750 }
4751
4752 /*
4753  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4754  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4755  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4756  */
4757
4758 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4759 {
4760         struct zone *zone;
4761         unsigned long flags;
4762         int ret = -EBUSY;
4763
4764         zone = page_zone(page);
4765         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4766         /*
4767          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4768          */
4769         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4770                 goto out;
4771         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4772         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4773         ret = 0;
4774 out:
4775         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4776         if (!ret)
4777                 drain_all_pages();
4778         return ret;
4779 }
4780
4781 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4782 {
4783         struct zone *zone;
4784         unsigned long flags;
4785         zone = page_zone(page);
4786         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4787         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4788                 goto out;
4789         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4790         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4791 out:
4792         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4793 }
4794
4795 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4796 /*
4797  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4798  */
4799 void
4800 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4801 {
4802         struct page *page;
4803         struct zone *zone;
4804         int order, i;
4805         unsigned long pfn;
4806         unsigned long flags;
4807         /* find the first valid pfn */
4808         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4809                 if (pfn_valid(pfn))
4810                         break;
4811         if (pfn == end_pfn)
4812                 return;
4813         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4814         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4815         pfn = start_pfn;
4816         while (pfn < end_pfn) {
4817                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4818                         pfn++;
4819                         continue;
4820                 }
4821                 page = pfn_to_page(pfn);
4822                 BUG_ON(page_count(page));
4823                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4824                 order = page_order(page);
4825 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4826                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4827                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4828 #endif
4829                 list_del(&page->lru);
4830                 rmv_page_order(page);
4831                 zone->free_area[order].nr_free--;
4832                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4833                                       - (1UL << order));
4834                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4835                         SetPageReserved((page+i));
4836                 pfn += (1 << order);
4837         }
4838         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4839 }
4840 #endif