d3be076ea9c5404095ec160f76532bf4d98657f7
[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                         int migratetype)
1066 {
1067         unsigned long flags;
1068         struct page *page;
1069         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1070         int cpu;
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                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1393 {
1394         struct zoneref *z;
1395         struct page *page = NULL;
1396         int classzone_idx;
1397         struct zone *zone;
1398         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1399         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1400         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1401
1402         if (WARN_ON_ONCE(order >= MAX_ORDER))
1403                 return NULL;
1404
1405         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1406 zonelist_scan:
1407         /*
1408          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1409          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1410          */
1411         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1412                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1413                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1414                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1415                                 continue;
1416                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1417                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1418                                 goto try_next_zone;
1419
1420                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1421                         unsigned long mark;
1422                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1423                                 mark = zone->pages_min;
1424                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1425                                 mark = zone->pages_low;
1426                         else
1427                                 mark = zone->pages_high;
1428                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1429                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1430                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1431                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1432                                         goto this_zone_full;
1433                         }
1434                 }
1435
1436                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1437                                                 gfp_mask, migratetype);
1438                 if (page)
1439                         break;
1440 this_zone_full:
1441                 if (NUMA_BUILD)
1442                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1443 try_next_zone:
1444                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1445                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1446                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1447                         zlc_active = 1;
1448                         did_zlc_setup = 1;
1449                 }
1450         }
1451
1452         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1453                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1454                 zlc_active = 0;
1455                 goto zonelist_scan;
1456         }
1457         return page;
1458 }
1459
1460 static inline int
1461 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1462                                 unsigned long pages_reclaimed)
1463 {
1464         /* Do not loop if specifically requested */
1465         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1466                 return 0;
1467
1468         /*
1469          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1470          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1471          * implementations.
1472          */
1473         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1474                 return 1;
1475
1476         /*
1477          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1478          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1479          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1480          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1481          * allocation still fails, we stop retrying.
1482          */
1483         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1484                 return 1;
1485
1486         /*
1487          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1488          * explicitly requests that.
1489          */
1490         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1491                 return 1;
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static inline struct page *
1497 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1498         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1499         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1500         int migratetype)
1501 {
1502         struct page *page;
1503
1504         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1505         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1506                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1507                 return NULL;
1508         }
1509
1510         /*
1511          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1512          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1513          * we're still under heavy pressure.
1514          */
1515         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1516                 order, zonelist, high_zoneidx,
1517                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1518                 preferred_zone, migratetype);
1519         if (page)
1520                 goto out;
1521
1522         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1523         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1524                 goto out;
1525
1526         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1527         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1528
1529 out:
1530         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1531         return page;
1532 }
1533
1534 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1535 static inline struct page *
1536 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1537         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1538         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1539         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1540 {
1541         struct page *page = NULL;
1542         struct reclaim_state reclaim_state;
1543         struct task_struct *p = current;
1544
1545         cond_resched();
1546
1547         /* We now go into synchronous reclaim */
1548         cpuset_memory_pressure_bump();
1549
1550         /*
1551          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1552          */
1553         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1554         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1555         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1556         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1557
1558         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1559
1560         p->reclaim_state = NULL;
1561         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1562         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1563
1564         cond_resched();
1565
1566         if (order != 0)
1567                 drain_all_pages();
1568
1569         if (likely(*did_some_progress))
1570                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1571                                         zonelist, high_zoneidx,
1572                                         alloc_flags, preferred_zone,
1573                                         migratetype);
1574         return page;
1575 }
1576
1577 static inline int
1578 is_allocation_high_priority(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask)
1579 {
1580         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1581                         && !in_interrupt())
1582                 return 1;
1583         return 0;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1588  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1589  */
1590 static inline struct page *
1591 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1592         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1593         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1594         int migratetype)
1595 {
1596         struct page *page;
1597
1598         do {
1599                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1600                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1601                         preferred_zone, migratetype);
1602
1603                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1604                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1605         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1606
1607         return page;
1608 }
1609
1610 static inline
1611 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1612                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1613 {
1614         struct zoneref *z;
1615         struct zone *zone;
1616
1617         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1618                 wakeup_kswapd(zone, order);
1619 }
1620
1621 static inline struct page *
1622 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1623         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1624         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1625         int migratetype)
1626 {
1627         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1628         struct page *page = NULL;
1629         int alloc_flags;
1630         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1631         unsigned long did_some_progress;
1632         struct task_struct *p = current;
1633
1634         /*
1635          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1636          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1637          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1638          * using a larger set of nodes after it has established that the
1639          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1640          * over allocated.
1641          */
1642         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1643                 goto nopage;
1644
1645         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1646
1647         /*
1648          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1649          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1650          * to how we want to proceed.
1651          *
1652          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1653          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1654          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1655          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1656          */
1657         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1658         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1659                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1660         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1661                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1662         if (wait)
1663                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1664
1665 restart:
1666         /*
1667          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1668          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1669          *
1670          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1671          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1672          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1673          */
1674         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1675                                                 high_zoneidx, alloc_flags,
1676                                                 preferred_zone,
1677                                                 migratetype);
1678         if (page)
1679                 goto got_pg;
1680
1681 rebalance:
1682         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1683         if (is_allocation_high_priority(p, gfp_mask)) {
1684                 /* Do not dip into emergency reserves if specified */
1685                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1686                         page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1687                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask, preferred_zone,
1688                                 migratetype);
1689                         if (page)
1690                                 goto got_pg;
1691                 }
1692
1693                 /* Ensure no recursion into the allocator */
1694                 goto nopage;
1695         }
1696
1697         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1698         if (!wait)
1699                 goto nopage;
1700
1701         /* Try direct reclaim and then allocating */
1702         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1703                                         zonelist, high_zoneidx,
1704                                         nodemask,
1705                                         alloc_flags, preferred_zone,
1706                                         migratetype, &did_some_progress);
1707         if (page)
1708                 goto got_pg;
1709
1710         /*
1711          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1712          * running out of options and have to consider going OOM
1713          */
1714         if (!did_some_progress) {
1715                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1716                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1717                                         zonelist, high_zoneidx,
1718                                         nodemask, preferred_zone,
1719                                         migratetype);
1720                         if (page)
1721                                 goto got_pg;
1722
1723                         /*
1724                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1725                          * but if no progress is being made, there are no other
1726                          * options and retrying is unlikely to help
1727                          */
1728                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1729                                 goto nopage;
1730
1731                         goto restart;
1732                 }
1733         }
1734
1735         /* Check if we should retry the allocation */
1736         pages_reclaimed += did_some_progress;
1737         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1738                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1739                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1740                 goto rebalance;
1741         }
1742
1743 nopage:
1744         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1745                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1746                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1747                         p->comm, order, gfp_mask);
1748                 dump_stack();
1749                 show_mem();
1750         }
1751 got_pg:
1752         return page;
1753
1754 }
1755
1756 /*
1757  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1758  */
1759 struct page *
1760 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1761                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1762 {
1763         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1764         struct zone *preferred_zone;
1765         struct page *page;
1766         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1767
1768         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1769
1770         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1771
1772         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1773                 return NULL;
1774
1775         /*
1776          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1777          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1778          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1779          */
1780         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1781                 return NULL;
1782
1783         /* The preferred zone is used for statistics later */
1784         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1785         if (!preferred_zone)
1786                 return NULL;
1787
1788         /* First allocation attempt */
1789         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1790                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1791                         preferred_zone, migratetype);
1792         if (unlikely(!page))
1793                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1794                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1795                                 preferred_zone, migratetype);
1796
1797         return page;
1798 }
1799 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1800
1801 /*
1802  * Common helper functions.
1803  */
1804 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1805 {
1806         struct page * page;
1807         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1808         if (!page)
1809                 return 0;
1810         return (unsigned long) page_address(page);
1811 }
1812
1813 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1814
1815 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1816 {
1817         struct page * page;
1818
1819         /*
1820          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1821          * a highmem page
1822          */
1823         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1824
1825         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1826         if (page)
1827                 return (unsigned long) page_address(page);
1828         return 0;
1829 }
1830
1831 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1832
1833 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1834 {
1835         int i = pagevec_count(pvec);
1836
1837         while (--i >= 0)
1838                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1839 }
1840
1841 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1842 {
1843         if (put_page_testzero(page)) {
1844                 if (order == 0)
1845                         free_hot_page(page);
1846                 else
1847                         __free_pages_ok(page, order);
1848         }
1849 }
1850
1851 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1852
1853 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1854 {
1855         if (addr != 0) {
1856                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1857                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1858         }
1859 }
1860
1861 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1862
1863 /**
1864  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1865  * @size: the number of bytes to allocate
1866  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1867  *
1868  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1869  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1870  * allocate memory in power-of-two pages.
1871  *
1872  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1873  *
1874  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1875  */
1876 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1877 {
1878         unsigned int order = get_order(size);
1879         unsigned long addr;
1880
1881         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1882         if (addr) {
1883                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1884                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1885
1886                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1887                 while (used < alloc_end) {
1888                         free_page(used);
1889                         used += PAGE_SIZE;
1890                 }
1891         }
1892
1893         return (void *)addr;
1894 }
1895 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1896
1897 /**
1898  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1899  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1900  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1901  *
1902  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1903  */
1904 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1905 {
1906         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1907         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1908
1909         while (addr < end) {
1910                 free_page(addr);
1911                 addr += PAGE_SIZE;
1912         }
1913 }
1914 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1915
1916 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1917 {
1918         struct zoneref *z;
1919         struct zone *zone;
1920
1921         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1922         unsigned int sum = 0;
1923
1924         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1925
1926         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1927                 unsigned long size = zone->present_pages;
1928                 unsigned long high = zone->pages_high;
1929                 if (size > high)
1930                         sum += size - high;
1931         }
1932
1933         return sum;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1938  */
1939 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1940 {
1941         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1942 }
1943 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1944
1945 /*
1946  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1947  */
1948 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1949 {
1950         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1951 }
1952
1953 static inline void show_node(struct zone *zone)
1954 {
1955         if (NUMA_BUILD)
1956                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1957 }
1958
1959 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1960 {
1961         val->totalram = totalram_pages;
1962         val->sharedram = 0;
1963         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1964         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1965         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1966         val->freehigh = nr_free_highpages();
1967         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1968 }
1969
1970 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1971
1972 #ifdef CONFIG_NUMA
1973 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1974 {
1975         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1976
1977         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1978         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1979 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1980         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1981         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1982                         NR_FREE_PAGES);
1983 #else
1984         val->totalhigh = 0;
1985         val->freehigh = 0;
1986 #endif
1987         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1988 }
1989 #endif
1990
1991 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1992
1993 /*
1994  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1995  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1996  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1997  */
1998 void show_free_areas(void)
1999 {
2000         int cpu;
2001         struct zone *zone;
2002
2003         for_each_populated_zone(zone) {
2004                 show_node(zone);
2005                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2006
2007                 for_each_online_cpu(cpu) {
2008                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2009
2010                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2011
2012                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2013                                cpu, pageset->pcp.high,
2014                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2015                 }
2016         }
2017
2018         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
2019                 " inactive_file:%lu"
2020 //TODO:  check/adjust line lengths
2021 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2022                 " unevictable:%lu"
2023 #endif
2024                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2025                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2026                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2027                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2028                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2029                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2030 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2031                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2032 #endif
2033                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2034                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2035                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2036                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2037                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2038                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2039                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2040                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2041                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2042
2043         for_each_populated_zone(zone) {
2044                 int i;
2045
2046                 show_node(zone);
2047                 printk("%s"
2048                         " free:%lukB"
2049                         " min:%lukB"
2050                         " low:%lukB"
2051                         " high:%lukB"
2052                         " active_anon:%lukB"
2053                         " inactive_anon:%lukB"
2054                         " active_file:%lukB"
2055                         " inactive_file:%lukB"
2056 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2057                         " unevictable:%lukB"
2058 #endif
2059                         " present:%lukB"
2060                         " pages_scanned:%lu"
2061                         " all_unreclaimable? %s"
2062                         "\n",
2063                         zone->name,
2064                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2065                         K(zone->pages_min),
2066                         K(zone->pages_low),
2067                         K(zone->pages_high),
2068                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2069                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2070                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2071                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2072 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2073                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2074 #endif
2075                         K(zone->present_pages),
2076                         zone->pages_scanned,
2077                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2078                         );
2079                 printk("lowmem_reserve[]:");
2080                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2081                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2082                 printk("\n");
2083         }
2084
2085         for_each_populated_zone(zone) {
2086                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2087
2088                 show_node(zone);
2089                 printk("%s: ", zone->name);
2090
2091                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2092                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2093                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2094                         total += nr[order] << order;
2095                 }
2096                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2097                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2098                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2099                 printk("= %lukB\n", K(total));
2100         }
2101
2102         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2103
2104         show_swap_cache_info();
2105 }
2106
2107 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2108 {
2109         zoneref->zone = zone;
2110         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Builds allocation fallback zone lists.
2115  *
2116  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2117  */
2118 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2119                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2120 {
2121         struct zone *zone;
2122
2123         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2124         zone_type++;
2125
2126         do {
2127                 zone_type--;
2128                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2129                 if (populated_zone(zone)) {
2130                         zoneref_set_zone(zone,
2131                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2132                         check_highest_zone(zone_type);
2133                 }
2134
2135         } while (zone_type);
2136         return nr_zones;
2137 }
2138
2139
2140 /*
2141  *  zonelist_order:
2142  *  0 = automatic detection of better ordering.
2143  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2144  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2145  *
2146  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2147  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2148  */
2149 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2150 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2151 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2152
2153 /* zonelist order in the kernel.
2154  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2155  */
2156 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2157 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2158
2159
2160 #ifdef CONFIG_NUMA
2161 /* The value user specified ....changed by config */
2162 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2163 /* string for sysctl */
2164 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2165 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2166
2167 /*
2168  * interface for configure zonelist ordering.
2169  * command line option "numa_zonelist_order"
2170  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2171  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2172  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2173  */
2174
2175 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2176 {
2177         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2178                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2179         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2180                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2181         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2182                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2183         } else {
2184                 printk(KERN_WARNING
2185                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2186                         "%s\n", s);
2187                 return -EINVAL;
2188         }
2189         return 0;
2190 }
2191
2192 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2193 {
2194         if (s)
2195                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2196         return 0;
2197 }
2198 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2199
2200 /*
2201  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2202  */
2203 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2204                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2205                 loff_t *ppos)
2206 {
2207         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2208         int ret;
2209
2210         if (write)
2211                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2212                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2213         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2214         if (ret)
2215                 return ret;
2216         if (write) {
2217                 int oldval = user_zonelist_order;
2218                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2219                         /*
2220                          * bogus value.  restore saved string
2221                          */
2222                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2223                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2224                         user_zonelist_order = oldval;
2225                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2226                         build_all_zonelists();
2227         }
2228         return 0;
2229 }
2230
2231
2232 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2233 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2234
2235 /**
2236  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2237  * @node: node whose fallback list we're appending
2238  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2239  *
2240  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2241  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2242  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2243  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2244  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2245  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2246  * on them otherwise.
2247  * It returns -1 if no node is found.
2248  */
2249 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2250 {
2251         int n, val;
2252         int min_val = INT_MAX;
2253         int best_node = -1;
2254         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2255
2256         /* Use the local node if we haven't already */
2257         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2258                 node_set(node, *used_node_mask);
2259                 return node;
2260         }
2261
2262         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2263
2264                 /* Don't want a node to appear more than once */
2265                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2266                         continue;
2267
2268                 /* Use the distance array to find the distance */
2269                 val = node_distance(node, n);
2270
2271                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2272                 val += (n < node);
2273
2274                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2275                 tmp = cpumask_of_node(n);
2276                 if (!cpumask_empty(tmp))
2277                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2278
2279                 /* Slight preference for less loaded node */
2280                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2281                 val += node_load[n];
2282
2283                 if (val < min_val) {
2284                         min_val = val;
2285                         best_node = n;
2286                 }
2287         }
2288
2289         if (best_node >= 0)
2290                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2291
2292         return best_node;
2293 }
2294
2295
2296 /*
2297  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2298  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2299  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2300  */
2301 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2302 {
2303         int j;
2304         struct zonelist *zonelist;
2305
2306         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2307         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2308                 ;
2309         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2310                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2311         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2312         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Build gfp_thisnode zonelists
2317  */
2318 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2319 {
2320         int j;
2321         struct zonelist *zonelist;
2322
2323         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2324         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2325         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2326         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2331  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2332  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2333  * may still exist in local DMA zone.
2334  */
2335 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2336
2337 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2338 {
2339         int pos, j, node;
2340         int zone_type;          /* needs to be signed */
2341         struct zone *z;
2342         struct zonelist *zonelist;
2343
2344         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2345         pos = 0;
2346         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2347                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2348                         node = node_order[j];
2349                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2350                         if (populated_zone(z)) {
2351                                 zoneref_set_zone(z,
2352                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2353                                 check_highest_zone(zone_type);
2354                         }
2355                 }
2356         }
2357         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2358         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2359 }
2360
2361 static int default_zonelist_order(void)
2362 {
2363         int nid, zone_type;
2364         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2365         struct zone *z;
2366         int average_size;
2367         /*
2368          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2369          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2370          * into OOM very easily.
2371          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2372          */
2373         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2374         low_kmem_size = 0;
2375         total_size = 0;
2376         for_each_online_node(nid) {
2377                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2378                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2379                         if (populated_zone(z)) {
2380                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2381                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2382                                 total_size += z->present_pages;
2383                         }
2384                 }
2385         }
2386         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2387             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2388                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2389         /*
2390          * look into each node's config.
2391          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2392          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2393          */
2394         average_size = total_size /
2395                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2396         for_each_online_node(nid) {
2397                 low_kmem_size = 0;
2398                 total_size = 0;
2399                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2400                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2401                         if (populated_zone(z)) {
2402                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2403                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2404                                 total_size += z->present_pages;
2405                         }
2406                 }
2407                 if (low_kmem_size &&
2408                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2409                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2410                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2411         }
2412         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2413 }
2414
2415 static void set_zonelist_order(void)
2416 {
2417         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2418                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2419         else
2420                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2421 }
2422
2423 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2424 {
2425         int j, node, load;
2426         enum zone_type i;
2427         nodemask_t used_mask;
2428         int local_node, prev_node;
2429         struct zonelist *zonelist;
2430         int order = current_zonelist_order;
2431
2432         /* initialize zonelists */
2433         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2434                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2435                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2436                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2437         }
2438
2439         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2440         local_node = pgdat->node_id;
2441         load = num_online_nodes();
2442         prev_node = local_node;
2443         nodes_clear(used_mask);
2444
2445         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2446         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2447         j = 0;
2448
2449         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2450                 int distance = node_distance(local_node, node);
2451
2452                 /*
2453                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2454                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2455                  */
2456                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2457                         zone_reclaim_mode = 1;
2458
2459                 /*
2460                  * We don't want to pressure a particular node.
2461                  * So adding penalty to the first node in same
2462                  * distance group to make it round-robin.
2463                  */
2464                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2465                         node_load[node] = load;
2466
2467                 prev_node = node;
2468                 load--;
2469                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2470                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2471                 else
2472                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2473         }
2474
2475         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2476                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2477                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2478         }
2479
2480         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2481 }
2482
2483 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2484 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2485 {
2486         struct zonelist *zonelist;
2487         struct zonelist_cache *zlc;
2488         struct zoneref *z;
2489
2490         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2491         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2492         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2493         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2494                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2495 }
2496
2497
2498 #else   /* CONFIG_NUMA */
2499
2500 static void set_zonelist_order(void)
2501 {
2502         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2503 }
2504
2505 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2506 {
2507         int node, local_node;
2508         enum zone_type j;
2509         struct zonelist *zonelist;
2510
2511         local_node = pgdat->node_id;
2512
2513         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2514         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2515
2516         /*
2517          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2518          * of all the other nodes.
2519          * We don't want to pressure a particular node, so when
2520          * building the zones for node N, we make sure that the
2521          * zones coming right after the local ones are those from
2522          * node N+1 (modulo N)
2523          */
2524         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2525                 if (!node_online(node))
2526                         continue;
2527                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2528                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2529         }
2530         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2531                 if (!node_online(node))
2532                         continue;
2533                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2534                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2535         }
2536
2537         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2538         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2539 }
2540
2541 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2542 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2543 {
2544         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2545 }
2546
2547 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2548
2549 /* return values int ....just for stop_machine() */
2550 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2551 {
2552         int nid;
2553
2554         for_each_online_node(nid) {
2555                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2556
2557                 build_zonelists(pgdat);
2558                 build_zonelist_cache(pgdat);
2559         }
2560         return 0;
2561 }
2562
2563 void build_all_zonelists(void)
2564 {
2565         set_zonelist_order();
2566
2567         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2568                 __build_all_zonelists(NULL);
2569                 mminit_verify_zonelist();
2570                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2571         } else {
2572                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2573                    of zonelist */
2574                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2575                 /* cpuset refresh routine should be here */
2576         }
2577         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2578         /*
2579          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2580          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2581          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2582          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2583          * disabled and enable it later
2584          */
2585         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2586                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2587         else
2588                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2589
2590         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2591                 "Total pages: %ld\n",
2592                         num_online_nodes(),
2593                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2594                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2595                         vm_total_pages);
2596 #ifdef CONFIG_NUMA
2597         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2598 #endif
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2603  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2604  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2605  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2606  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2607  * conservative, even though it seems large.
2608  *
2609  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2610  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2611  */
2612 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2613
2614 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2615 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2616 {
2617         unsigned long size = 1;
2618
2619         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2620
2621         while (size < pages)
2622                 size <<= 1;
2623
2624         /*
2625          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2626          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2627          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2628          */
2629         size = min(size, 4096UL);
2630
2631         return max(size, 4UL);
2632 }
2633 #else
2634 /*
2635  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2636  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2637  *
2638  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2639  *
2640  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2641  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2642  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2643  *
2644  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2645  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2646  *
2647  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2648  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2649  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2650  */
2651 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2652 {
2653         return 4096UL;
2654 }
2655 #endif
2656
2657 /*
2658  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2659  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2660  * hash function before the remainder is taken.
2661  */
2662 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2663 {
2664         return ffz(~size);
2665 }
2666
2667 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2668
2669 /*
2670  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2671  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2672  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2673  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2674  * blocks as reclaim kicks in
2675  */
2676 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2677 {
2678         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2679         struct page *page;
2680         unsigned long reserve, block_migratetype;
2681
2682         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2683         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2684         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2685         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2686                                                         pageblock_order;
2687
2688         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2689                 if (!pfn_valid(pfn))
2690                         continue;
2691                 page = pfn_to_page(pfn);
2692
2693                 /* Watch out for overlapping nodes */
2694                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2695                         continue;
2696
2697                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2698                 if (PageReserved(page))
2699                         continue;
2700
2701                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2702
2703                 /* If this block is reserved, account for it */
2704                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2705                         reserve--;
2706                         continue;
2707                 }
2708
2709                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2710                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2711                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2712                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2713                         reserve--;
2714                         continue;
2715                 }
2716
2717                 /*
2718                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2719                  * take it back
2720                  */
2721                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2722                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2723                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2724                 }
2725         }
2726 }
2727
2728 /*
2729  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2730  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2731  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2732  */
2733 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2734                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2735 {
2736         struct page *page;
2737         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2738         unsigned long pfn;
2739         struct zone *z;
2740
2741         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2742                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2743
2744         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2745         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2746                 /*
2747                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2748                  * handed to this function.  They do not
2749                  * exist on hotplugged memory.
2750                  */
2751                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2752                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2753                                 continue;
2754                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2755                                 continue;
2756                 }
2757                 page = pfn_to_page(pfn);
2758                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2759                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2760                 init_page_count(page);
2761                 reset_page_mapcount(page);
2762                 SetPageReserved(page);
2763                 /*
2764                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2765                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2766                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2767                  * the address space during boot when many long-lived
2768                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2769                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2770                  * setup_zone_migrate_reserve()
2771                  *
2772                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2773                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2774                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2775                  * pfn out of zone.
2776                  */
2777                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2778                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2779                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2780                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2781
2782                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2783 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2784                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2785                 if (!is_highmem_idx(zone))
2786                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2787 #endif
2788         }
2789 }
2790
2791 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2792 {
2793         int order, t;
2794         for_each_migratetype_order(order, t) {
2795                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2796                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2797         }
2798 }
2799
2800 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2801 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2802         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2803 #endif
2804
2805 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2806 {
2807 #ifdef CONFIG_MMU
2808         int batch;
2809
2810         /*
2811          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2812          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2813          *
2814          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2815          */
2816         batch = zone->present_pages / 1024;
2817         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2818                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2819         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2820         if (batch < 1)
2821                 batch = 1;
2822
2823         /*
2824          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2825          * of 2 value was found to be more likely to have
2826          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2827          *
2828          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2829          * batches of pages, one task can end up with a lot
2830          * of pages of one half of the possible page colors
2831          * and the other with pages of the other colors.
2832          */
2833         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2834
2835         return batch;
2836
2837 #else
2838         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2839          * conditions.
2840          *
2841          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2842          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2843          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2844          *
2845          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2846          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2847          * can be a significant delay between the individual batches being
2848          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2849          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2850          */
2851         return 0;
2852 #endif
2853 }
2854
2855 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2856 {
2857         struct per_cpu_pages *pcp;
2858
2859         memset(p, 0, sizeof(*p));
2860
2861         pcp = &p->pcp;
2862         pcp->count = 0;
2863         pcp->high = 6 * batch;
2864         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2865         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2866 }
2867
2868 /*
2869  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2870  * to the value high for the pageset p.
2871  */
2872
2873 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2874                                 unsigned long high)
2875 {
2876         struct per_cpu_pages *pcp;
2877
2878         pcp = &p->pcp;
2879         pcp->high = high;
2880         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2881         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2882                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2883 }
2884
2885
2886 #ifdef CONFIG_NUMA
2887 /*
2888  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2889  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2890  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2891  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2892  * with interrupts disabled.
2893  *
2894  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2895  *
2896  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2897  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2898  * hotplugged processors.
2899  *
2900  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2901  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2902  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2903  */
2904 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2905
2906 /*
2907  * Dynamically allocate memory for the
2908  * per cpu pageset array in struct zone.
2909  */
2910 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2911 {
2912         struct zone *zone, *dzone;
2913         int node = cpu_to_node(cpu);
2914
2915         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2916
2917         for_each_populated_zone(zone) {
2918                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2919                                          GFP_KERNEL, node);
2920                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2921                         goto bad;
2922
2923                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2924
2925                 if (percpu_pagelist_fraction)
2926                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2927                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2928         }
2929
2930         return 0;
2931 bad:
2932         for_each_zone(dzone) {
2933                 if (!populated_zone(dzone))
2934                         continue;
2935                 if (dzone == zone)
2936                         break;
2937                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2938                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2939         }
2940         return -ENOMEM;
2941 }
2942
2943 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2944 {
2945         struct zone *zone;
2946
2947         for_each_zone(zone) {
2948                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2949
2950                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2951                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2952                         kfree(pset);
2953                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2954         }
2955 }
2956
2957 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2958                 unsigned long action,
2959                 void *hcpu)
2960 {
2961         int cpu = (long)hcpu;
2962         int ret = NOTIFY_OK;
2963
2964         switch (action) {
2965         case CPU_UP_PREPARE:
2966         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2967                 if (process_zones(cpu))
2968                         ret = NOTIFY_BAD;
2969                 break;
2970         case CPU_UP_CANCELED:
2971         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2972         case CPU_DEAD:
2973         case CPU_DEAD_FROZEN:
2974                 free_zone_pagesets(cpu);
2975                 break;
2976         default:
2977                 break;
2978         }
2979         return ret;
2980 }
2981
2982 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2983         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2984
2985 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2986 {
2987         int err;
2988
2989         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2990          * A cpuup callback will do this for every cpu
2991          * as it comes online
2992          */
2993         err = process_zones(smp_processor_id());
2994         BUG_ON(err);
2995         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2996 }
2997
2998 #endif
2999
3000 static noinline __init_refok
3001 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3002 {
3003         int i;
3004         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3005         size_t alloc_size;
3006
3007         /*
3008          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3009          * per zone.
3010          */
3011         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3012                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3013         zone->wait_table_bits =
3014                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3015         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3016                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3017
3018         if (!slab_is_available()) {
3019                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3020                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3021         } else {
3022                 /*
3023                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3024                  * via memory hot-add.
3025                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3026                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3027                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3028                  * node itself as well.
3029                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3030                  * necessary.
3031                  */
3032                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3033         }
3034         if (!zone->wait_table)
3035                 return -ENOMEM;
3036
3037         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3038                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3039
3040         return 0;
3041 }
3042
3043 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3044 {
3045         int cpu;
3046         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3047
3048         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3049 #ifdef CONFIG_NUMA
3050                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3051                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3052                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3053 #else
3054                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3055 #endif
3056         }
3057         if (zone->present_pages)
3058                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3059                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3060 }
3061
3062 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3063                                         unsigned long zone_start_pfn,
3064                                         unsigned long size,
3065                                         enum memmap_context context)
3066 {
3067         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3068         int ret;
3069         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3070         if (ret)
3071                 return ret;
3072         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3073
3074         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3075
3076         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3077                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3078                         pgdat->node_id,
3079                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3080                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3081
3082         zone_init_free_lists(zone);
3083
3084         return 0;
3085 }
3086
3087 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3088 /*
3089  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3090  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3091  */
3092 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3093 {
3094         int i;
3095
3096         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3097                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3098                         return i;
3099
3100         return -1;
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3105  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3106  */
3107 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3108 {
3109         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3110                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3111                         return index;
3112
3113         return -1;
3114 }
3115
3116 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3117 /*
3118  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3119  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3120  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3121  * alternative
3122  */
3123 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3124 {
3125         int i;
3126
3127         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3128                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3129                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3130
3131                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3132                         return early_node_map[i].nid;
3133         }
3134         /* This is a memory hole */
3135         return -1;
3136 }
3137 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3138
3139 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3140 {
3141         int nid;
3142
3143         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3144         if (nid >= 0)
3145                 return nid;
3146         /* just returns 0 */
3147         return 0;
3148 }
3149
3150 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3151 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3152 {
3153         int nid;
3154
3155         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3156         if (nid >= 0 && nid != node)
3157                 return false;
3158         return true;
3159 }
3160 #endif
3161
3162 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3163 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3164         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3165                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3166
3167 /**
3168  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3169  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3170  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3171  *
3172  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3173  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3174  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3175  */
3176 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3177                                                 unsigned long max_low_pfn)
3178 {
3179         int i;
3180
3181         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3182                 unsigned long size_pages = 0;
3183                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3184
3185                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3186                         continue;
3187
3188                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3189                         end_pfn = max_low_pfn;
3190
3191                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3192                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3193                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3194                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3195         }
3196 }
3197
3198 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3199 {
3200         int i;
3201         int ret;
3202
3203         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3204                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3205                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3206                 if (ret)
3207                         break;
3208         }
3209 }
3210 /**
3211  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3212  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3213  *
3214  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3215  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3216  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3217  */
3218 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3219 {
3220         int i;
3221
3222         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3223                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3224                                 early_node_map[i].start_pfn,
3225                                 early_node_map[i].end_pfn);
3226 }
3227
3228 /**
3229  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3230  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3231  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3232  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3233  *
3234  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3235  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3236  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3237  * PFNs will be 0.
3238  */
3239 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3240                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3241 {
3242         int i;
3243         *start_pfn = -1UL;
3244         *end_pfn = 0;
3245
3246         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3247                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3248                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3249         }
3250
3251         if (*start_pfn == -1UL)
3252                 *start_pfn = 0;
3253 }
3254
3255 /*
3256  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3257  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3258  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3259  */
3260 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3261 {
3262         int zone_index;
3263         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3264                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3265                         continue;
3266
3267                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3268                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3269                         break;
3270         }
3271
3272         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3273         movable_zone = zone_index;
3274 }
3275
3276 /*
3277  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3278  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3279  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3280  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3281  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3282  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3283  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3284  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3285  */
3286 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3287                                         unsigned long zone_type,
3288                                         unsigned long node_start_pfn,
3289                                         unsigned long node_end_pfn,
3290                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3291                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3292 {
3293         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3294         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3295                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3296                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3297                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3298                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3299                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3300
3301                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3302                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3303                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3304                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3305
3306                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3307                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3308                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3309         }
3310 }
3311
3312 /*
3313  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3314  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3315  */
3316 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3317                                         unsigned long zone_type,
3318                                         unsigned long *ignored)
3319 {
3320         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3321         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3322
3323         /* Get the start and end of the node and zone */
3324         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3325         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3326         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3327         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3328                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3329                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3330
3331         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3332         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3333                 return 0;
3334
3335         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3336         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3337         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3338
3339         /* Return the spanned pages */
3340         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3341 }
3342
3343 /*
3344  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3345  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3346  */
3347 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3348                                 unsigned long range_start_pfn,
3349                                 unsigned long range_end_pfn)
3350 {
3351         int i = 0;
3352         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3353         unsigned long start_pfn;
3354
3355         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3356         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3357         if (i == -1)
3358                 return 0;
3359
3360         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3361
3362         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3363         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3364                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3365
3366         /* Find all holes for the zone within the node */
3367         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3368
3369                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3370                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3371                         break;
3372
3373                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3374                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3375                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3376
3377                 /* Update the hole size cound and move on */
3378                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3379                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3380                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3381                 }
3382                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3383         }
3384
3385         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3386         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3387                 hole_pages += range_end_pfn -
3388                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3389
3390         return hole_pages;
3391 }
3392
3393 /**
3394  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3395  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3396  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3397  *
3398  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3399  */
3400 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3401                                                         unsigned long end_pfn)
3402 {
3403         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3404 }
3405
3406 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3407 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3408                                         unsigned long zone_type,
3409                                         unsigned long *ignored)
3410 {
3411         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3412         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3413
3414         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3415         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3416                                                         node_start_pfn);
3417         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3418                                                         node_end_pfn);
3419
3420         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3421                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3422                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3423         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3424 }
3425
3426 #else
3427 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3428                                         unsigned long zone_type,
3429                                         unsigned long *zones_size)
3430 {
3431         return zones_size[zone_type];
3432 }
3433
3434 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3435                                                 unsigned long zone_type,
3436                                                 unsigned long *zholes_size)
3437 {
3438         if (!zholes_size)
3439                 return 0;
3440
3441         return zholes_size[zone_type];
3442 }
3443
3444 #endif
3445
3446 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3447                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3448 {
3449         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3450         enum zone_type i;
3451
3452         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3453                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3454                                                                 zones_size);
3455         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3456
3457         realtotalpages = totalpages;
3458         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3459                 realtotalpages -=
3460                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3461                                                                 zholes_size);
3462         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3463         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3464                                                         realtotalpages);
3465 }
3466
3467 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3468 /*
3469  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3470  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3471  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3472  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3473  * bytes.
3474  */
3475 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3476 {
3477         unsigned long usemapsize;
3478
3479         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3480         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3481         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3482         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3483
3484         return usemapsize / 8;
3485 }
3486
3487 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3488                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3489 {
3490         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3491         zone->pageblock_flags = NULL;
3492         if (usemapsize)
3493                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3494 }
3495 #else
3496 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3497                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3498 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3499
3500 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3501
3502 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3503 static inline int pageblock_default_order(void)
3504 {
3505         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3506                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3507
3508         return MAX_ORDER-1;
3509 }
3510
3511 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3512 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3513 {
3514         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3515         if (pageblock_order)
3516                 return;
3517
3518         /*
3519          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3520          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3521          */
3522         pageblock_order = order;
3523 }
3524 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3525
3526 /*
3527  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3528  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3529  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3530  * pageblock_order based on the kernel config
3531  */
3532 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3533 {
3534         return MAX_ORDER-1;
3535 }
3536 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3537
3538 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3539
3540 /*
3541  * Set up the zone data structures:
3542  *   - mark all pages reserved
3543  *   - mark all memory queues empty
3544  *   - clear the memory bitmaps
3545  */
3546 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3547                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3548 {
3549         enum zone_type j;
3550         int nid = pgdat->node_id;
3551         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3552         int ret;
3553
3554         pgdat_resize_init(pgdat);
3555         pgdat->nr_zones = 0;
3556         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3557         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3558         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3559         
3560         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3561                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3562                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3563                 enum lru_list l;
3564
3565                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3566                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3567                                                                 zholes_size);
3568
3569                 /*
3570                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3571                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3572                  * and per-cpu initialisations
3573                  */
3574                 memmap_pages =
3575                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3576                 if (realsize >= memmap_pages) {
3577                         realsize -= memmap_pages;
3578                         if (memmap_pages)
3579                                 printk(KERN_DEBUG
3580                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3581                                        zone_names[j], memmap_pages);
3582                 } else
3583                         printk(KERN_WARNING
3584                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3585                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3586
3587                 /* Account for reserved pages */
3588                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3589                         realsize -= dma_reserve;
3590                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3591                                         zone_names[0], dma_reserve);
3592                 }
3593
3594                 if (!is_highmem_idx(j))
3595                         nr_kernel_pages += realsize;
3596                 nr_all_pages += realsize;
3597
3598                 zone->spanned_pages = size;
3599                 zone->present_pages = realsize;
3600 #ifdef CONFIG_NUMA
3601                 zone->node = nid;
3602                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3603                                                 / 100;
3604                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3605 #endif
3606                 zone->name = zone_names[j];
3607                 spin_lock_init(&zone->lock);
3608                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3609                 zone_seqlock_init(zone);
3610                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3611
3612                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3613
3614                 zone_pcp_init(zone);
3615                 for_each_lru(l) {
3616                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3617                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3618                 }
3619                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3620                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3621                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3622                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3623                 zap_zone_vm_stats(zone);
3624                 zone->flags = 0;
3625                 if (!size)
3626                         continue;
3627
3628                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3629                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3630                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3631                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3632                 BUG_ON(ret);
3633                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3634                 zone_start_pfn += size;
3635         }
3636 }
3637
3638 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3639 {
3640         /* Skip empty nodes */
3641         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3642                 return;
3643
3644 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3645         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3646         if (!pgdat->node_mem_map) {
3647                 unsigned long size, start, end;
3648                 struct page *map;
3649
3650                 /*
3651                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3652                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3653                  * for the buddy allocator to function correctly.
3654                  */
3655                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3656                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3657                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3658                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3659                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3660                 if (!map)
3661                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3662                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3663         }
3664 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3665         /*
3666          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3667          */
3668         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3669                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3670 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3671                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3672                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3673 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3674         }
3675 #endif
3676 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3677 }
3678
3679 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3680                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3681 {
3682         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3683
3684         pgdat->node_id = nid;
3685         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3686         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3687
3688         alloc_node_mem_map(pgdat);
3689 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3690         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3691                 nid, (unsigned long)pgdat,
3692                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3693 #endif
3694
3695         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3696 }
3697
3698 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3699
3700 #if MAX_NUMNODES > 1
3701 /*
3702  * Figure out the number of possible node ids.
3703  */
3704 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3705 {
3706         unsigned int node;
3707         unsigned int highest = 0;
3708
3709         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3710                 highest = node;
3711         nr_node_ids = highest + 1;
3712 }
3713 #else
3714 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3715 {
3716 }
3717 #endif
3718
3719 /**
3720  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3721  * @nid: The node ID the range resides on
3722  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3723  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3724  *
3725  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3726  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3727  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3728  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3729  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3730  */
3731 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3732                                                 unsigned long end_pfn)
3733 {
3734         int i;
3735
3736         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3737                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3738                         "%d entries of %d used\n",
3739                         nid, start_pfn, end_pfn,
3740                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3741
3742         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3743
3744         /* Merge with existing active regions if possible */
3745         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3746                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3747                         continue;
3748
3749                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3750                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3751                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3752                         return;
3753
3754                 /* Merge forward if suitable */
3755                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3756                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3757                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3758                         return;
3759                 }
3760
3761                 /* Merge backward if suitable */
3762                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3763                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3764                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3765                         return;
3766                 }
3767         }
3768
3769         /* Check that early_node_map is large enough */
3770         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3771                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3772                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3773                 return;
3774         }
3775
3776         early_node_map[i].nid = nid;
3777         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3778         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3779         nr_nodemap_entries = i + 1;
3780 }
3781
3782 /**
3783  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3784  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3785  * @start_pfn: The new PFN of the range
3786  * @end_pfn: The new PFN of the range
3787  *
3788  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3789  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3790  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3791  * range.
3792  */
3793 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3794                                 unsigned long end_pfn)
3795 {
3796         int i, j;
3797         int removed = 0;
3798
3799         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3800                           nid, start_pfn, end_pfn);
3801
3802         /* Find the old active region end and shrink */
3803         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3804                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3805                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3806                         /* clear it */
3807                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3808                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3809                         removed = 1;
3810                         continue;
3811                 }
3812                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3813                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3814                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3815                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3816                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3817                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3818                         continue;
3819                 }
3820                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3821                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3822                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3823                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3824                         continue;
3825                 }
3826         }
3827
3828         if (!removed)
3829                 return;
3830
3831         /* remove the blank ones */
3832         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3833                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3834                         continue;
3835                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3836                         continue;
3837                 /* we found it, get rid of it */
3838                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3839                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3840                                 sizeof(early_node_map[j]));
3841                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3842                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3843                 nr_nodemap_entries--;
3844         }
3845 }
3846
3847 /**
3848  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3849  *
3850  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3851  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3852  * all currently registered regions.
3853  */
3854 void __init remove_all_active_ranges(void)
3855 {
3856         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3857         nr_nodemap_entries = 0;
3858 }
3859
3860 /* Compare two active node_active_regions */
3861 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3862 {
3863         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3864         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3865
3866         /* Done this way to avoid overflows */
3867         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3868                 return 1;
3869         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3870                 return -1;
3871
3872         return 0;
3873 }
3874
3875 /* sort the node_map by start_pfn */
3876 static void __init sort_node_map(void)
3877 {
3878         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3879                         sizeof(struct node_active_region),
3880                         cmp_node_active_region, NULL);
3881 }
3882
3883 /* Find the lowest pfn for a node */
3884 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3885 {
3886         int i;
3887         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3888
3889         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3890         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3891                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3892
3893         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3894                 printk(KERN_WARNING
3895                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3896                 return 0;
3897         }
3898
3899         return min_pfn;
3900 }
3901
3902 /**
3903  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3904  *
3905  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3906  * add_active_range().
3907  */
3908 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3909 {
3910         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3911 }
3912
3913 /*
3914  * early_calculate_totalpages()
3915  * Sum pages in active regions for movable zone.
3916  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3917  */
3918 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3919 {
3920         int i;
3921         unsigned long totalpages = 0;
3922
3923         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3924                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3925                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3926                 totalpages += pages;
3927                 if (pages)
3928                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3929         }
3930         return totalpages;
3931 }
3932
3933 /*
3934  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3935  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3936  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3937  * others
3938  */
3939 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3940 {
3941         int i, nid;
3942         unsigned long usable_startpfn;
3943         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3944         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3945         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3946
3947         /*
3948          * If movablecore was specified, calculate what size of
3949          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3950          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3951          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3952          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3953          * what movablecore would have allowed.
3954          */
3955         if (required_movablecore) {
3956                 unsigned long corepages;
3957
3958                 /*
3959                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3960                  * was requested by the user
3961                  */
3962                 required_movablecore =
3963                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3964                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3965
3966                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3967         }
3968
3969         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3970         if (!required_kernelcore)
3971                 return;
3972
3973         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3974         find_usable_zone_for_movable();
3975         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3976
3977 restart:
3978         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3979         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3980         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3981                 /*
3982                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3983                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3984                  * amount of memory for the kernel
3985                  */
3986                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3987                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3988
3989                 /*
3990                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3991                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3992                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3993                  */
3994                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3995
3996                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3997                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3998                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3999                         unsigned long size_pages;
4000
4001                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4002                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4003                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4004                         if (start_pfn >= end_pfn)
4005                                 continue;
4006
4007                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4008                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4009                                 unsigned long kernel_pages;
4010                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4011                                                                 - start_pfn;
4012
4013                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4014                                                         kernelcore_remaining);
4015                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4016                                                         required_kernelcore);
4017
4018                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4019                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4020
4021                                         /*
4022                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4023                                          * that if we have to rebalance
4024                                          * kernelcore across nodes, we will
4025                                          * not double account here
4026                                          */
4027                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4028                                         continue;
4029                                 }
4030                                 start_pfn = usable_startpfn;
4031                         }
4032
4033                         /*
4034                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4035                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4036                          * number of pages used as kernelcore
4037                          */
4038                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4039                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4040                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4041                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4042
4043                         /*
4044                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4045                          * break if the kernelcore for this node has been
4046                          * satisified
4047                          */
4048                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4049                                                                 size_pages);
4050                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4051                         if (!kernelcore_remaining)
4052                                 break;
4053                 }
4054         }
4055
4056         /*
4057          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4058          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4059          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4060          * satisified
4061          */
4062         usable_nodes--;
4063         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4064                 goto restart;
4065
4066         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4067         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4068                 zone_movable_pfn[nid] =
4069                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4070 }
4071
4072 /* Any regular memory on that node ? */
4073 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4074 {
4075 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4076         enum zone_type zone_type;
4077
4078         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4079                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4080                 if (zone->present_pages)
4081                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4082         }
4083 #endif
4084 }
4085
4086 /**
4087  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4088  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4089  *
4090  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4091  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4092  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4093  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4094  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4095  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4096  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4097  * at arch_max_dma_pfn.
4098  */
4099 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4100 {
4101         unsigned long nid;
4102         int i;
4103
4104         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4105         sort_node_map();
4106
4107         /* Record where the zone boundaries are */
4108         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4109                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4110         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4111                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4112         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4113         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4114         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4115                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4116                         continue;
4117                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4118                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4119                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4120                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4121         }
4122         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4123         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4124
4125         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4126         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4127         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4128
4129         /* Print out the zone ranges */
4130         printk("Zone PFN ranges:\n");
4131         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4132                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4133                         continue;
4134                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4135                                 zone_names[i],
4136                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4137                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4138         }
4139
4140         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4141         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4142         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4143                 if (zone_movable_pfn[i])
4144                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4145         }
4146
4147         /* Print out the early_node_map[] */
4148         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4149         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4150                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4151                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4152                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4153
4154         /* Initialise every node */
4155         mminit_verify_pageflags_layout();
4156         setup_nr_node_ids();
4157         for_each_online_node(nid) {
4158                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4159                 free_area_init_node(nid, NULL,
4160                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4161
4162                 /* Any memory on that node */
4163                 if (pgdat->node_present_pages)
4164                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4165                 check_for_regular_memory(pgdat);
4166         }
4167 }
4168
4169 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4170 {
4171         unsigned long long coremem;
4172         if (!p)
4173                 return -EINVAL;
4174
4175         coremem = memparse(p, &p);
4176         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4177
4178         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4179         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4180
4181         return 0;
4182 }
4183
4184 /*
4185  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4186  * cannot be reclaimed or migrated.
4187  */
4188 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4189 {
4190         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4191 }
4192
4193 /*
4194  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4195  * can be reclaimed or migrated.
4196  */
4197 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4198 {
4199         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4200 }
4201
4202 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4203 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4204
4205 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4206
4207 /**
4208  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4209  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4210  *
4211  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4212  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4213  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4214  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4215  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4216  * smaller per-cpu batchsize.
4217  */
4218 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4219 {
4220         dma_reserve = new_dma_reserve;
4221 }
4222
4223 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4224 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4225 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4226 #endif
4227
4228 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4229 {
4230         free_area_init_node(0, zones_size,
4231                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4232 }
4233
4234 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4235                                  unsigned long action, void *hcpu)
4236 {
4237         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4238
4239         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4240                 drain_pages(cpu);
4241
4242                 /*
4243                  * Spill the event counters of the dead processor
4244                  * into the current processors event counters.
4245                  * This artificially elevates the count of the current
4246                  * processor.
4247                  */
4248                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4249
4250                 /*
4251                  * Zero the differential counters of the dead processor
4252                  * so that the vm statistics are consistent.
4253                  *
4254                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4255                  * race with what we are doing.
4256                  */
4257                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4258         }
4259         return NOTIFY_OK;
4260 }
4261
4262 void __init page_alloc_init(void)
4263 {
4264         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4265 }
4266
4267 /*
4268  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4269  *      or min_free_kbytes changes.
4270  */
4271 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4272 {
4273         struct pglist_data *pgdat;
4274         unsigned long reserve_pages = 0;
4275         enum zone_type i, j;
4276
4277         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4278                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4279                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4280                         unsigned long max = 0;
4281
4282                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4283                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4284                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4285                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4286                         }
4287
4288                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4289                         max += zone->pages_high;
4290
4291                         if (max > zone->present_pages)
4292                                 max = zone->present_pages;
4293                         reserve_pages += max;
4294                 }
4295         }
4296         totalreserve_pages = reserve_pages;
4297 }
4298
4299 /*
4300  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4301  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4302  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4303  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4304  */
4305 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4306 {
4307         struct pglist_data *pgdat;
4308         enum zone_type j, idx;
4309
4310         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4311                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4312                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4313                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4314
4315                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4316
4317                         idx = j;
4318                         while (idx) {
4319                                 struct zone *lower_zone;
4320
4321                                 idx--;
4322
4323                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4324                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4325
4326                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4327                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4328                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4329                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4330                         }
4331                 }
4332         }
4333
4334         /* update totalreserve_pages */
4335         calculate_totalreserve_pages();
4336 }
4337
4338 /**
4339  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4340  *
4341  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4342  * with respect to min_free_kbytes.
4343  */
4344 void setup_per_zone_pages_min(void)
4345 {
4346         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4347         unsigned long lowmem_pages = 0;
4348         struct zone *zone;
4349         unsigned long flags;
4350
4351         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4352         for_each_zone(zone) {
4353                 if (!is_highmem(zone))
4354                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4355         }
4356
4357         for_each_zone(zone) {
4358                 u64 tmp;
4359
4360                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4361                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4362                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4363                 if (is_highmem(zone)) {
4364                         /*
4365                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4366                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4367                          * value here.
4368                          *
4369                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4370                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4371                          * not be capped for highmem.
4372                          */
4373                         int min_pages;
4374
4375                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4376                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4377                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4378                         if (min_pages > 128)
4379                                 min_pages = 128;
4380                         zone->pages_min = min_pages;
4381                 } else {
4382                         /*
4383                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4384                          * proportionate to the zone's size.
4385                          */
4386                         zone->pages_min = tmp;
4387                 }
4388
4389                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4390                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4391                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4392                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4393         }
4394
4395         /* update totalreserve_pages */
4396         calculate_totalreserve_pages();
4397 }
4398
4399 /**
4400  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4401  *
4402  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4403  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4404  * to be referenced again before it is swapped out.
4405  *
4406  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4407  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4408  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4409  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4410  *
4411  * total     target    max
4412  * memory    ratio     inactive anon
4413  * -------------------------------------
4414  *   10MB       1         5MB
4415  *  100MB       1        50MB
4416  *    1GB       3       250MB
4417  *   10GB      10       0.9GB
4418  *  100GB      31         3GB
4419  *    1TB     101        10GB
4420  *   10TB     320        32GB
4421  */
4422 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4423 {
4424         struct zone *zone;
4425
4426         for_each_zone(zone) {
4427                 unsigned int gb, ratio;
4428
4429                 /* Zone size in gigabytes */
4430                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4431                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4432                 if (!ratio)
4433                         ratio = 1;
4434
4435                 zone->inactive_ratio = ratio;
4436         }
4437 }
4438
4439 /*
4440  * Initialise min_free_kbytes.
4441  *
4442  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4443  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4444  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4445  *
4446  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4447  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4448  *
4449  * which yields
4450  *
4451  * 16MB:        512k
4452  * 32MB:        724k
4453  * 64MB:        1024k
4454  * 128MB:       1448k
4455  * 256MB:       2048k
4456  * 512MB:       2896k
4457  * 1024MB:      4096k
4458  * 2048MB:      5792k
4459  * 4096MB:      8192k
4460  * 8192MB:      11584k
4461  * 16384MB:     16384k
4462  */
4463 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4464 {
4465         unsigned long lowmem_kbytes;
4466
4467         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4468
4469         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4470         if (min_free_kbytes < 128)
4471                 min_free_kbytes = 128;
4472         if (min_free_kbytes > 65536)
4473                 min_free_kbytes = 65536;
4474         setup_per_zone_pages_min();
4475         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4476         setup_per_zone_inactive_ratio();
4477         return 0;
4478 }
4479 module_init(init_per_zone_pages_min)
4480
4481 /*
4482  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4483  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4484  *      changes.
4485  */
4486 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4487         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4488 {
4489         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4490         if (write)
4491                 setup_per_zone_pages_min();
4492         return 0;
4493 }
4494
4495 #ifdef CONFIG_NUMA
4496 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4497         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4498 {
4499         struct zone *zone;
4500         int rc;
4501
4502         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4503         if (rc)
4504                 return rc;
4505
4506         for_each_zone(zone)
4507                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4508                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4509         return 0;
4510 }
4511
4512 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4513         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4514 {
4515         struct zone *zone;
4516         int rc;
4517
4518         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4519         if (rc)
4520                 return rc;
4521
4522         for_each_zone(zone)
4523                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4524                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4525         return 0;
4526 }
4527 #endif
4528
4529 /*
4530  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4531  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4532  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4533  *
4534  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4535  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4536  * if in function of the boot time zone sizes.
4537  */
4538 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4539         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4540 {
4541         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4542         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4543         return 0;
4544 }
4545
4546 /*
4547  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4548  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4549  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4550  */
4551
4552 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4553         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4554 {
4555         struct zone *zone;
4556         unsigned int cpu;
4557         int ret;
4558
4559         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4560         if (!write || (ret == -EINVAL))
4561                 return ret;
4562         for_each_zone(zone) {
4563                 for_each_online_cpu(cpu) {
4564                         unsigned long  high;
4565                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4566                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4567                 }
4568         }
4569         return 0;
4570 }
4571
4572 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4573
4574 #ifdef CONFIG_NUMA
4575 static int __init set_hashdist(char *str)
4576 {
4577         if (!str)
4578                 return 0;
4579         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4580         return 1;
4581 }
4582 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4583 #endif
4584
4585 /*
4586  * allocate a large system hash table from bootmem
4587  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4588  *   quantity of entries
4589  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4590  */
4591 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4592                                      unsigned long bucketsize,
4593                                      unsigned long numentries,
4594                                      int scale,
4595                                      int flags,
4596                                      unsigned int *_hash_shift,
4597                                      unsigned int *_hash_mask,
4598                                      unsigned long limit)
4599 {
4600         unsigned long long max = limit;
4601         unsigned long log2qty, size;
4602         void *table = NULL;
4603
4604         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4605         if (!numentries) {
4606                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4607                 numentries = nr_kernel_pages;
4608                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4609                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4610                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4611
4612                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4613                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4614                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4615                 else
4616                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4617
4618                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4619                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4620                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4621         }
4622         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4623
4624         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4625         if (max == 0) {
4626                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4627                 do_div(max, bucketsize);
4628         }
4629
4630         if (numentries > max)
4631                 numentries = max;
4632
4633         log2qty = ilog2(numentries);
4634
4635         do {
4636                 size = bucketsize << log2qty;
4637                 if (flags & HASH_EARLY)
4638                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4639                 else if (hashdist)
4640                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4641                 else {
4642                         unsigned long order = get_order(size);
4643
4644                         if (order < MAX_ORDER)
4645                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4646                                                                 order);
4647                         /*
4648                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4649                          * some pages at the end of hash table.
4650                          */
4651                         if (table) {
4652                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4653                                                 (PAGE_SIZE << order);
4654                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4655                                                 PAGE_ALIGN(size);
4656                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4657                                 while (used < alloc_end) {
4658                                         free_page(used);
4659                                         used += PAGE_SIZE;
4660                                 }
4661                         }
4662                 }
4663         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4664
4665         if (!table)
4666                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4667
4668         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4669                tablename,
4670                (1U << log2qty),
4671                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4672                size);
4673
4674         if (_hash_shift)
4675                 *_hash_shift = log2qty;
4676         if (_hash_mask)
4677                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4678
4679         /*
4680          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4681          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4682          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4683          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4684          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4685          */
4686         if (!hashdist)
4687                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4688
4689         return table;
4690 }
4691
4692 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4693 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4694                                                         unsigned long pfn)
4695 {
4696 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4697         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4698 #else
4699         return zone->pageblock_flags;
4700 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4701 }
4702
4703 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4704 {
4705 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4706         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4707         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4708 #else
4709         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4710         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4711 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4712 }
4713
4714 /**
4715  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4716  * @page: The page within the block of interest
4717  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4718  * @end_bitidx: The last bit of interest
4719  * returns pageblock_bits flags
4720  */
4721 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4722                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4723 {
4724         struct zone *zone;
4725         unsigned long *bitmap;
4726         unsigned long pfn, bitidx;
4727         unsigned long flags = 0;
4728         unsigned long value = 1;
4729
4730         zone = page_zone(page);
4731         pfn = page_to_pfn(page);
4732         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4733         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4734
4735         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4736                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4737                         flags |= value;
4738
4739         return flags;
4740 }
4741
4742 /**
4743  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4744  * @page: The page within the block of interest
4745  * @start_bitidx: The first bit of interest
4746  * @end_bitidx: The last bit of interest
4747  * @flags: The flags to set
4748  */
4749 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4750                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4751 {
4752         struct zone *zone;
4753         unsigned long *bitmap;
4754         unsigned long pfn, bitidx;
4755         unsigned long value = 1;
4756
4757         zone = page_zone(page);
4758         pfn = page_to_pfn(page);
4759         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4760         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4761         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4762         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4763
4764         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4765                 if (flags & value)
4766                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4767                 else
4768                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4769 }
4770
4771 /*
4772  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4773  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4774  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4775  */
4776
4777 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4778 {
4779         struct zone *zone;
4780         unsigned long flags;
4781         int ret = -EBUSY;
4782
4783         zone = page_zone(page);
4784         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4785         /*
4786          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4787          */
4788         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4789                 goto out;
4790         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4791         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4792         ret = 0;
4793 out:
4794         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4795         if (!ret)
4796                 drain_all_pages();
4797         return ret;
4798 }
4799
4800 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4801 {
4802         struct zone *zone;
4803         unsigned long flags;
4804         zone = page_zone(page);
4805         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4806         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4807                 goto out;
4808         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4809         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4810 out:
4811         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4812 }
4813
4814 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4815 /*
4816  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4817  */
4818 void
4819 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4820 {
4821         struct page *page;
4822         struct zone *zone;
4823         int order, i;
4824         unsigned long pfn;
4825         unsigned long flags;
4826         /* find the first valid pfn */
4827         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4828                 if (pfn_valid(pfn))
4829                         break;
4830         if (pfn == end_pfn)
4831                 return;
4832         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4833         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4834         pfn = start_pfn;
4835         while (pfn < end_pfn) {
4836                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4837                         pfn++;
4838                         continue;
4839                 }
4840                 page = pfn_to_page(pfn);
4841                 BUG_ON(page_count(page));
4842                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4843                 order = page_order(page);
4844 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4845                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4846                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4847 #endif
4848                 list_del(&page->lru);
4849                 rmv_page_order(page);
4850                 zone->free_area[order].nr_free--;
4851                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4852                                       - (1UL << order));
4853                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4854                         SetPageReserved((page+i));
4855                 pfn += (1 << order);
4856         }
4857         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4858 }
4859 #endif