page allocator: calculate the preferred zone for allocation only once
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49 #include <linux/kmemleak.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53 #include "internal.h"
54
55 /*
56  * Array of node states.
57  */
58 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
59         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
60         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifndef CONFIG_NUMA
62         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif
66         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif  /* NUMA */
68 };
69 EXPORT_SYMBOL(node_states);
70
71 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
72 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
73 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
74 int percpu_pagelist_fraction;
75
76 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
77 int pageblock_order __read_mostly;
78 #endif
79
80 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
81
82 /*
83  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
84  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
85  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
86  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
87  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
88  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
89  *
90  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
91  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
92  */
93 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
95          256,
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101          32,
102 #endif
103          32,
104 };
105
106 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
107
108 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
110          "DMA",
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
113          "DMA32",
114 #endif
115          "Normal",
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117          "HighMem",
118 #endif
119          "Movable",
120 };
121
122 int min_free_kbytes = 1024;
123
124 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
125 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
126 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
127
128 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
129   /*
130    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
131    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
132    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
133    * so the number of times add_active_range() can be called is
134    * related to the number of nodes and the number of holes
135    */
136   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
138     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139   #else
140     #if MAX_NUMNODES >= 32
141       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
142       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
143     #else
144       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
146     #endif
147   #endif
148
149   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
150   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
153   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171
172         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
173                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
174
175         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
176                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
177 }
178
179 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
180 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
181 {
182         int ret = 0;
183         unsigned seq;
184         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
185
186         do {
187                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
188                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
189                         ret = 1;
190                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
191                         ret = 1;
192         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
193
194         return ret;
195 }
196
197 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
198 {
199         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
200                 return 0;
201         if (zone != page_zone(page))
202                 return 0;
203
204         return 1;
205 }
206 /*
207  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
208  */
209 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
210 {
211         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
212                 return 1;
213         if (!page_is_consistent(zone, page))
214                 return 1;
215
216         return 0;
217 }
218 #else
219 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
220 {
221         return 0;
222 }
223 #endif
224
225 static void bad_page(struct page *page)
226 {
227         static unsigned long resume;
228         static unsigned long nr_shown;
229         static unsigned long nr_unshown;
230
231         /*
232          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
233          * or allow a steady drip of one report per second.
234          */
235         if (nr_shown == 60) {
236                 if (time_before(jiffies, resume)) {
237                         nr_unshown++;
238                         goto out;
239                 }
240                 if (nr_unshown) {
241                         printk(KERN_ALERT
242                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
243                                 nr_unshown);
244                         nr_unshown = 0;
245                 }
246                 nr_shown = 0;
247         }
248         if (nr_shown++ == 0)
249                 resume = jiffies + 60 * HZ;
250
251         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
252                 current->comm, page_to_pfn(page));
253         printk(KERN_ALERT
254                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
255                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
256                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
257
258         dump_stack();
259 out:
260         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
261         __ClearPageBuddy(page);
262         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
263 }
264
265 /*
266  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
267  *
268  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
269  *
270  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
271  *
272  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
273  * the head page (even the head page has this).
274  *
275  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
276  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
277  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
278  */
279
280 static void free_compound_page(struct page *page)
281 {
282         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
283 }
284
285 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
286 {
287         int i;
288         int nr_pages = 1 << order;
289
290         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
291         set_compound_order(page, order);
292         __SetPageHead(page);
293         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
294                 struct page *p = page + i;
295
296                 __SetPageTail(p);
297                 p->first_page = page;
298         }
299 }
300
301 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
302 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
303 {
304         int i;
305         int nr_pages = 1 << order;
306         struct page *p = page + 1;
307
308         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
309         set_compound_order(page, order);
310         __SetPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
312                 __SetPageTail(p);
313                 p->first_page = page;
314         }
315 }
316 #endif
317
318 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
319 {
320         int i;
321         int nr_pages = 1 << order;
322         int bad = 0;
323
324         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
325             unlikely(!PageHead(page))) {
326                 bad_page(page);
327                 bad++;
328         }
329
330         __ClearPageHead(page);
331
332         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
333                 struct page *p = page + i;
334
335                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
336                         bad_page(page);
337                         bad++;
338                 }
339                 __ClearPageTail(p);
340         }
341
342         return bad;
343 }
344
345 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
346 {
347         int i;
348
349         /*
350          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
351          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
352          */
353         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
354         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
355                 clear_highpage(page + i);
356 }
357
358 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
359 {
360         set_page_private(page, order);
361         __SetPageBuddy(page);
362 }
363
364 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
365 {
366         __ClearPageBuddy(page);
367         set_page_private(page, 0);
368 }
369
370 /*
371  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
372  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
373  *
374  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
375  * the following equation:
376  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
377  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
378  * 1 buddy is #10:
379  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
380  *
381  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
382  * satisfies the following equation:
383  *     P = B & ~(1 << O)
384  *
385  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
386  */
387 static inline struct page *
388 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
389 {
390         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
391
392         return page + (buddy_idx - page_idx);
393 }
394
395 static inline unsigned long
396 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
397 {
398         return (page_idx & ~(1 << order));
399 }
400
401 /*
402  * This function checks whether a page is free && is the buddy
403  * we can do coalesce a page and its buddy if
404  * (a) the buddy is not in a hole &&
405  * (b) the buddy is in the buddy system &&
406  * (c) a page and its buddy have the same order &&
407  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
408  *
409  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
410  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
411  *
412  * For recording page's order, we use page_private(page).
413  */
414 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
415                                                                 int order)
416 {
417         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
418                 return 0;
419
420         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
421                 return 0;
422
423         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
424                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
425                 return 1;
426         }
427         return 0;
428 }
429
430 /*
431  * Freeing function for a buddy system allocator.
432  *
433  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
434  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
435  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
436  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
437  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
438  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
439  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
440  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
441  * parts of the VM system.
442  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
443  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
444  * order is recorded in page_private(page) field.
445  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
446  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
447  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
448  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
449  * triggers coalescing into a block of larger size.            
450  *
451  * -- wli
452  */
453
454 static inline void __free_one_page(struct page *page,
455                 struct zone *zone, unsigned int order)
456 {
457         unsigned long page_idx;
458         int order_size = 1 << order;
459         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
460
461         if (unlikely(PageCompound(page)))
462                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
463                         return;
464
465         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
466
467         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
468         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
469
470         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
471         while (order < MAX_ORDER-1) {
472                 unsigned long combined_idx;
473                 struct page *buddy;
474
475                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
476                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
477                         break;
478
479                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
480                 list_del(&buddy->lru);
481                 zone->free_area[order].nr_free--;
482                 rmv_page_order(buddy);
483                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
484                 page = page + (combined_idx - page_idx);
485                 page_idx = combined_idx;
486                 order++;
487         }
488         set_page_order(page, order);
489         list_add(&page->lru,
490                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
491         zone->free_area[order].nr_free++;
492 }
493
494 static inline int free_pages_check(struct page *page)
495 {
496         free_page_mlock(page);
497         if (unlikely(page_mapcount(page) |
498                 (page->mapping != NULL)  |
499                 (page_count(page) != 0)  |
500                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
501                 bad_page(page);
502                 return 1;
503         }
504         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
505                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
506         return 0;
507 }
508
509 /*
510  * Frees a list of pages. 
511  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
512  * count is the number of pages to free.
513  *
514  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
515  * see if this freeing clears that state.
516  *
517  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
518  * pinned" detection logic.
519  */
520 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
521                                         struct list_head *list, int order)
522 {
523         spin_lock(&zone->lock);
524         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
525         zone->pages_scanned = 0;
526         while (count--) {
527                 struct page *page;
528
529                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
530                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
531                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
532                 list_del(&page->lru);
533                 __free_one_page(page, zone, order);
534         }
535         spin_unlock(&zone->lock);
536 }
537
538 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
539 {
540         spin_lock(&zone->lock);
541         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
542         zone->pages_scanned = 0;
543         __free_one_page(page, zone, order);
544         spin_unlock(&zone->lock);
545 }
546
547 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int i;
551         int bad = 0;
552
553         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
554                 bad += free_pages_check(page + i);
555         if (bad)
556                 return;
557
558         if (!PageHighMem(page)) {
559                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
560                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
561                                            PAGE_SIZE << order);
562         }
563         arch_free_page(page, order);
564         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
565
566         local_irq_save(flags);
567         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
568         free_one_page(page_zone(page), page, order);
569         local_irq_restore(flags);
570 }
571
572 /*
573  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
574  */
575 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
576 {
577         if (order == 0) {
578                 __ClearPageReserved(page);
579                 set_page_count(page, 0);
580                 set_page_refcounted(page);
581                 __free_page(page);
582         } else {
583                 int loop;
584
585                 prefetchw(page);
586                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
587                         struct page *p = &page[loop];
588
589                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
590                                 prefetchw(p + 1);
591                         __ClearPageReserved(p);
592                         set_page_count(p, 0);
593                 }
594
595                 set_page_refcounted(page);
596                 __free_pages(page, order);
597         }
598 }
599
600
601 /*
602  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
603  * Please do not alter this order without good reasons and regression
604  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
605  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
606  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
607  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
608  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
609  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
610  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
611  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
612  *
613  * -- wli
614  */
615 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
616         int low, int high, struct free_area *area,
617         int migratetype)
618 {
619         unsigned long size = 1 << high;
620
621         while (high > low) {
622                 area--;
623                 high--;
624                 size >>= 1;
625                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
626                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
627                 area->nr_free++;
628                 set_page_order(&page[size], high);
629         }
630 }
631
632 /*
633  * This page is about to be returned from the page allocator
634  */
635 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
636 {
637         if (unlikely(page_mapcount(page) |
638                 (page->mapping != NULL)  |
639                 (page_count(page) != 0)  |
640                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
641                 bad_page(page);
642                 return 1;
643         }
644
645         set_page_private(page, 0);
646         set_page_refcounted(page);
647
648         arch_alloc_page(page, order);
649         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
650
651         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
652                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
653
654         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
655                 prep_compound_page(page, order);
656
657         return 0;
658 }
659
660 /*
661  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
662  * the smallest available page from the freelists
663  */
664 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
665                                                 int migratetype)
666 {
667         unsigned int current_order;
668         struct free_area * area;
669         struct page *page;
670
671         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
672         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
673                 area = &(zone->free_area[current_order]);
674                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
675                         continue;
676
677                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
678                                                         struct page, lru);
679                 list_del(&page->lru);
680                 rmv_page_order(page);
681                 area->nr_free--;
682                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
683                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
684                 return page;
685         }
686
687         return NULL;
688 }
689
690
691 /*
692  * This array describes the order lists are fallen back to when
693  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
694  */
695 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
696         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
697         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
698         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
699         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
700 };
701
702 /*
703  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
704  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
705  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
706  */
707 static int move_freepages(struct zone *zone,
708                           struct page *start_page, struct page *end_page,
709                           int migratetype)
710 {
711         struct page *page;
712         unsigned long order;
713         int pages_moved = 0;
714
715 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
716         /*
717          * page_zone is not safe to call in this context when
718          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
719          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
720          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
721          * grouping pages by mobility
722          */
723         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
724 #endif
725
726         for (page = start_page; page <= end_page;) {
727                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
728                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
729
730                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
731                         page++;
732                         continue;
733                 }
734
735                 if (!PageBuddy(page)) {
736                         page++;
737                         continue;
738                 }
739
740                 order = page_order(page);
741                 list_del(&page->lru);
742                 list_add(&page->lru,
743                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
744                 page += 1 << order;
745                 pages_moved += 1 << order;
746         }
747
748         return pages_moved;
749 }
750
751 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
752                                 int migratetype)
753 {
754         unsigned long start_pfn, end_pfn;
755         struct page *start_page, *end_page;
756
757         start_pfn = page_to_pfn(page);
758         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
759         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
760         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
761         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
762
763         /* Do not cross zone boundaries */
764         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
765                 start_page = page;
766         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
767                 return 0;
768
769         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
770 }
771
772 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
773 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
774                                                 int start_migratetype)
775 {
776         struct free_area * area;
777         int current_order;
778         struct page *page;
779         int migratetype, i;
780
781         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
782         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
783                                                 --current_order) {
784                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
785                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
786
787                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
788                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
789                                 continue;
790
791                         area = &(zone->free_area[current_order]);
792                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
793                                 continue;
794
795                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
796                                         struct page, lru);
797                         area->nr_free--;
798
799                         /*
800                          * If breaking a large block of pages, move all free
801                          * pages to the preferred allocation list. If falling
802                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
803                          * agressive about taking ownership of free pages
804                          */
805                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
806                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
807                                 unsigned long pages;
808                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
809                                                                 start_migratetype);
810
811                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
812                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
813                                         set_pageblock_migratetype(page,
814                                                                 start_migratetype);
815
816                                 migratetype = start_migratetype;
817                         }
818
819                         /* Remove the page from the freelists */
820                         list_del(&page->lru);
821                         rmv_page_order(page);
822                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
823                                                         -(1UL << order));
824
825                         if (current_order == pageblock_order)
826                                 set_pageblock_migratetype(page,
827                                                         start_migratetype);
828
829                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
830                         return page;
831                 }
832         }
833
834         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
835         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
836 }
837
838 /*
839  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
840  * Call me with the zone->lock already held.
841  */
842 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
843                                                 int migratetype)
844 {
845         struct page *page;
846
847         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
848
849         if (unlikely(!page))
850                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
851
852         return page;
853 }
854
855 /* 
856  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
857  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
858  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
859  */
860 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
861                         unsigned long count, struct list_head *list,
862                         int migratetype)
863 {
864         int i;
865         
866         spin_lock(&zone->lock);
867         for (i = 0; i < count; ++i) {
868                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
869                 if (unlikely(page == NULL))
870                         break;
871
872                 /*
873                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
874                  * in physical page order. The page is added to the callers and
875                  * list and the list head then moves forward. From the callers
876                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
877                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
878                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
879                  * properly.
880                  */
881                 list_add(&page->lru, list);
882                 set_page_private(page, migratetype);
883                 list = &page->lru;
884         }
885         spin_unlock(&zone->lock);
886         return i;
887 }
888
889 #ifdef CONFIG_NUMA
890 /*
891  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
892  * currently executing processor on remote nodes after they have
893  * expired.
894  *
895  * Note that this function must be called with the thread pinned to
896  * a single processor.
897  */
898 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
899 {
900         unsigned long flags;
901         int to_drain;
902
903         local_irq_save(flags);
904         if (pcp->count >= pcp->batch)
905                 to_drain = pcp->batch;
906         else
907                 to_drain = pcp->count;
908         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
909         pcp->count -= to_drain;
910         local_irq_restore(flags);
911 }
912 #endif
913
914 /*
915  * Drain pages of the indicated processor.
916  *
917  * The processor must either be the current processor and the
918  * thread pinned to the current processor or a processor that
919  * is not online.
920  */
921 static void drain_pages(unsigned int cpu)
922 {
923         unsigned long flags;
924         struct zone *zone;
925
926         for_each_populated_zone(zone) {
927                 struct per_cpu_pageset *pset;
928                 struct per_cpu_pages *pcp;
929
930                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
931
932                 pcp = &pset->pcp;
933                 local_irq_save(flags);
934                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
935                 pcp->count = 0;
936                 local_irq_restore(flags);
937         }
938 }
939
940 /*
941  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
942  */
943 void drain_local_pages(void *arg)
944 {
945         drain_pages(smp_processor_id());
946 }
947
948 /*
949  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
950  */
951 void drain_all_pages(void)
952 {
953         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
954 }
955
956 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
957
958 void mark_free_pages(struct zone *zone)
959 {
960         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
961         unsigned long flags;
962         int order, t;
963         struct list_head *curr;
964
965         if (!zone->spanned_pages)
966                 return;
967
968         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
969
970         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
971         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
972                 if (pfn_valid(pfn)) {
973                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
974
975                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
976                                 swsusp_unset_page_free(page);
977                 }
978
979         for_each_migratetype_order(order, t) {
980                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
981                         unsigned long i;
982
983                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
984                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
985                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
986                 }
987         }
988         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
989 }
990 #endif /* CONFIG_PM */
991
992 /*
993  * Free a 0-order page
994  */
995 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
996 {
997         struct zone *zone = page_zone(page);
998         struct per_cpu_pages *pcp;
999         unsigned long flags;
1000
1001         if (PageAnon(page))
1002                 page->mapping = NULL;
1003         if (free_pages_check(page))
1004                 return;
1005
1006         if (!PageHighMem(page)) {
1007                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1008                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1009         }
1010         arch_free_page(page, 0);
1011         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1012
1013         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1014         local_irq_save(flags);
1015         __count_vm_event(PGFREE);
1016         if (cold)
1017                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1018         else
1019                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1020         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1021         pcp->count++;
1022         if (pcp->count >= pcp->high) {
1023                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1024                 pcp->count -= pcp->batch;
1025         }
1026         local_irq_restore(flags);
1027         put_cpu();
1028 }
1029
1030 void free_hot_page(struct page *page)
1031 {
1032         free_hot_cold_page(page, 0);
1033 }
1034         
1035 void free_cold_page(struct page *page)
1036 {
1037         free_hot_cold_page(page, 1);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1042  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1043  * Each sub-page must be freed individually.
1044  *
1045  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1046  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1047  */
1048 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1049 {
1050         int i;
1051
1052         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1053         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1054         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1055                 set_page_refcounted(page + i);
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1060  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1061  * or two.
1062  */
1063 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1064                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1065 {
1066         unsigned long flags;
1067         struct page *page;
1068         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1069         int cpu;
1070         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1071
1072 again:
1073         cpu  = get_cpu();
1074         if (likely(order == 0)) {
1075                 struct per_cpu_pages *pcp;
1076
1077                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1078                 local_irq_save(flags);
1079                 if (!pcp->count) {
1080                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1081                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1082                         if (unlikely(!pcp->count))
1083                                 goto failed;
1084                 }
1085
1086                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1087                 if (cold) {
1088                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1089                                 if (page_private(page) == migratetype)
1090                                         break;
1091                 } else {
1092                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1093                                 if (page_private(page) == migratetype)
1094                                         break;
1095                 }
1096
1097                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1098                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1099                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1100                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1101                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1102                 }
1103
1104                 list_del(&page->lru);
1105                 pcp->count--;
1106         } else {
1107                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1108                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1109                 spin_unlock(&zone->lock);
1110                 if (!page)
1111                         goto failed;
1112         }
1113
1114         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1115         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1116         local_irq_restore(flags);
1117         put_cpu();
1118
1119         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1120         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1121                 goto again;
1122         return page;
1123
1124 failed:
1125         local_irq_restore(flags);
1126         put_cpu();
1127         return NULL;
1128 }
1129
1130 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1131 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1132 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1133 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1134 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1135 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1136 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1137
1138 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1139
1140 static struct fail_page_alloc_attr {
1141         struct fault_attr attr;
1142
1143         u32 ignore_gfp_highmem;
1144         u32 ignore_gfp_wait;
1145         u32 min_order;
1146
1147 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1148
1149         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1150         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1151         struct dentry *min_order_file;
1152
1153 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1154
1155 } fail_page_alloc = {
1156         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1157         .ignore_gfp_wait = 1,
1158         .ignore_gfp_highmem = 1,
1159         .min_order = 1,
1160 };
1161
1162 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1163 {
1164         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1165 }
1166 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1167
1168 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1169 {
1170         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1171                 return 0;
1172         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1173                 return 0;
1174         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1175                 return 0;
1176         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1177                 return 0;
1178
1179         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1180 }
1181
1182 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1183
1184 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1185 {
1186         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1187         struct dentry *dir;
1188         int err;
1189
1190         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1191                                        "fail_page_alloc");
1192         if (err)
1193                 return err;
1194         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1195
1196         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1197                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1198                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1199
1200         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1201                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1202                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1203         fail_page_alloc.min_order_file =
1204                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1205                                    &fail_page_alloc.min_order);
1206
1207         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1208             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1209             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1210                 err = -ENOMEM;
1211                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1212                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1213                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1214                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1215         }
1216
1217         return err;
1218 }
1219
1220 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1221
1222 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1223
1224 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1225
1226 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1227 {
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1232
1233 /*
1234  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1235  * of the allocation.
1236  */
1237 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1238                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1239 {
1240         /* free_pages my go negative - that's OK */
1241         long min = mark;
1242         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1243         int o;
1244
1245         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1246                 min -= min / 2;
1247         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1248                 min -= min / 4;
1249
1250         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1251                 return 0;
1252         for (o = 0; o < order; o++) {
1253                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1254                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1255
1256                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1257                 min >>= 1;
1258
1259                 if (free_pages <= min)
1260                         return 0;
1261         }
1262         return 1;
1263 }
1264
1265 #ifdef CONFIG_NUMA
1266 /*
1267  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1268  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1269  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1270  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1271  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1272  *
1273  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1274  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1275  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1276  *
1277  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1278  * nothing and returns NULL.
1279  *
1280  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1281  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1282  *
1283  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1284  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1285  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1286  * quickly as we can.
1287  */
1288 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1289 {
1290         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1291         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1292
1293         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1294         if (!zlc)
1295                 return NULL;
1296
1297         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1298                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1299                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1300         }
1301
1302         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1303                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1304                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1305         return allowednodes;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1310  * if it is worth looking at further for free memory:
1311  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1312  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1313  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1314  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1315  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1316  * else return false (zero) if it is not.
1317  *
1318  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1319  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1320  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1321  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1322  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1323  * into the second scan of the zonelist.
1324  *
1325  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1326  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1327  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1328  * unturned looking for a free page.
1329  */
1330 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1331                                                 nodemask_t *allowednodes)
1332 {
1333         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1334         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1335         int n;                          /* node that zone *z is on */
1336
1337         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1338         if (!zlc)
1339                 return 1;
1340
1341         i = z - zonelist->_zonerefs;
1342         n = zlc->z_to_n[i];
1343
1344         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1345         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1350  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1351  * from that zone don't waste time re-examining it.
1352  */
1353 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1354 {
1355         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1356         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1357
1358         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1359         if (!zlc)
1360                 return;
1361
1362         i = z - zonelist->_zonerefs;
1363
1364         set_bit(i, zlc->fullzones);
1365 }
1366
1367 #else   /* CONFIG_NUMA */
1368
1369 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1370 {
1371         return NULL;
1372 }
1373
1374 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1375                                 nodemask_t *allowednodes)
1376 {
1377         return 1;
1378 }
1379
1380 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1381 {
1382 }
1383 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1384
1385 /*
1386  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1387  * a page.
1388  */
1389 static struct page *
1390 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1391                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1392                 struct zone *preferred_zone)
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, gfp_mask);
1437                 if (page)
1438                         break;
1439 this_zone_full:
1440                 if (NUMA_BUILD)
1441                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1442 try_next_zone:
1443                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1444                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1445                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1446                         zlc_active = 1;
1447                         did_zlc_setup = 1;
1448                 }
1449         }
1450
1451         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1452                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1453                 zlc_active = 0;
1454                 goto zonelist_scan;
1455         }
1456         return page;
1457 }
1458
1459 static inline int
1460 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1461                                 unsigned long pages_reclaimed)
1462 {
1463         /* Do not loop if specifically requested */
1464         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1465                 return 0;
1466
1467         /*
1468          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1469          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1470          * implementations.
1471          */
1472         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1473                 return 1;
1474
1475         /*
1476          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1477          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1478          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1479          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1480          * allocation still fails, we stop retrying.
1481          */
1482         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1483                 return 1;
1484
1485         /*
1486          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1487          * explicitly requests that.
1488          */
1489         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1490                 return 1;
1491
1492         return 0;
1493 }
1494
1495 static inline struct page *
1496 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1497         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1498         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone)
1499 {
1500         struct page *page;
1501
1502         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1503         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1504                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1505                 return NULL;
1506         }
1507
1508         /*
1509          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1510          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1511          * we're still under heavy pressure.
1512          */
1513         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1514                 order, zonelist, high_zoneidx,
1515                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1516                 preferred_zone);
1517         if (page)
1518                 goto out;
1519
1520         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1521         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1522                 goto out;
1523
1524         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1525         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1526
1527 out:
1528         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1529         return page;
1530 }
1531
1532 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1533 static inline struct page *
1534 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1535         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1536         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1537         unsigned long *did_some_progress)
1538 {
1539         struct page *page = NULL;
1540         struct reclaim_state reclaim_state;
1541         struct task_struct *p = current;
1542
1543         cond_resched();
1544
1545         /* We now go into synchronous reclaim */
1546         cpuset_memory_pressure_bump();
1547
1548         /*
1549          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1550          */
1551         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1552         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1553         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1554         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1555
1556         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1557
1558         p->reclaim_state = NULL;
1559         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1560         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1561
1562         cond_resched();
1563
1564         if (order != 0)
1565                 drain_all_pages();
1566
1567         if (likely(*did_some_progress))
1568                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1569                                         zonelist, high_zoneidx,
1570                                         alloc_flags, preferred_zone);
1571         return page;
1572 }
1573
1574 static inline int
1575 is_allocation_high_priority(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask)
1576 {
1577         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1578                         && !in_interrupt())
1579                 return 1;
1580         return 0;
1581 }
1582
1583 /*
1584  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1585  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1586  */
1587 static inline struct page *
1588 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1589         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1590         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone)
1591 {
1592         struct page *page;
1593
1594         do {
1595                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1596                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1597                         preferred_zone);
1598
1599                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1600                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1601         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1602
1603         return page;
1604 }
1605
1606 static inline
1607 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1608                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1609 {
1610         struct zoneref *z;
1611         struct zone *zone;
1612
1613         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1614                 wakeup_kswapd(zone, order);
1615 }
1616
1617 static inline struct page *
1618 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1619         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1620         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone)
1621 {
1622         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1623         struct page *page = NULL;
1624         int alloc_flags;
1625         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1626         unsigned long did_some_progress;
1627         struct task_struct *p = current;
1628
1629         /*
1630          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1631          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1632          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1633          * using a larger set of nodes after it has established that the
1634          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1635          * over allocated.
1636          */
1637         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1638                 goto nopage;
1639
1640         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1641
1642         /*
1643          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1644          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1645          * to how we want to proceed.
1646          *
1647          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1648          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1649          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1650          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1651          */
1652         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1653         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1654                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1655         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1656                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1657         if (wait)
1658                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1659
1660 restart:
1661         /*
1662          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1663          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1664          *
1665          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1666          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1667          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1668          */
1669         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1670                                                 high_zoneidx, alloc_flags,
1671                                                 preferred_zone);
1672         if (page)
1673                 goto got_pg;
1674
1675 rebalance:
1676         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1677         if (is_allocation_high_priority(p, gfp_mask)) {
1678                 /* Do not dip into emergency reserves if specified */
1679                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1680                         page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1681                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask, preferred_zone);
1682                         if (page)
1683                                 goto got_pg;
1684                 }
1685
1686                 /* Ensure no recursion into the allocator */
1687                 goto nopage;
1688         }
1689
1690         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1691         if (!wait)
1692                 goto nopage;
1693
1694         /* Try direct reclaim and then allocating */
1695         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1696                                         zonelist, high_zoneidx,
1697                                         nodemask,
1698                                         alloc_flags, preferred_zone,
1699                                         &did_some_progress);
1700         if (page)
1701                 goto got_pg;
1702
1703         /*
1704          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1705          * running out of options and have to consider going OOM
1706          */
1707         if (!did_some_progress) {
1708                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1709                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1710                                         zonelist, high_zoneidx,
1711                                         nodemask, preferred_zone);
1712                         if (page)
1713                                 goto got_pg;
1714
1715                         /*
1716                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1717                          * but if no progress is being made, there are no other
1718                          * options and retrying is unlikely to help
1719                          */
1720                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1721                                 goto nopage;
1722
1723                         goto restart;
1724                 }
1725         }
1726
1727         /* Check if we should retry the allocation */
1728         pages_reclaimed += did_some_progress;
1729         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1730                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1731                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1732                 goto rebalance;
1733         }
1734
1735 nopage:
1736         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1737                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1738                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1739                         p->comm, order, gfp_mask);
1740                 dump_stack();
1741                 show_mem();
1742         }
1743 got_pg:
1744         return page;
1745
1746 }
1747
1748 /*
1749  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1750  */
1751 struct page *
1752 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1753                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1754 {
1755         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1756         struct zone *preferred_zone;
1757         struct page *page;
1758
1759         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1760
1761         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1762
1763         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1764                 return NULL;
1765
1766         /*
1767          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1768          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1769          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1770          */
1771         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1772                 return NULL;
1773
1774         /* The preferred zone is used for statistics later */
1775         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1776         if (!preferred_zone)
1777                 return NULL;
1778
1779         /* First allocation attempt */
1780         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1781                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1782                         preferred_zone);
1783         if (unlikely(!page))
1784                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1785                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1786                                 preferred_zone);
1787
1788         return page;
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1791
1792 /*
1793  * Common helper functions.
1794  */
1795 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1796 {
1797         struct page * page;
1798         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1799         if (!page)
1800                 return 0;
1801         return (unsigned long) page_address(page);
1802 }
1803
1804 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1805
1806 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1807 {
1808         struct page * page;
1809
1810         /*
1811          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1812          * a highmem page
1813          */
1814         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1815
1816         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1817         if (page)
1818                 return (unsigned long) page_address(page);
1819         return 0;
1820 }
1821
1822 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1823
1824 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1825 {
1826         int i = pagevec_count(pvec);
1827
1828         while (--i >= 0)
1829                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1830 }
1831
1832 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1833 {
1834         if (put_page_testzero(page)) {
1835                 if (order == 0)
1836                         free_hot_page(page);
1837                 else
1838                         __free_pages_ok(page, order);
1839         }
1840 }
1841
1842 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1843
1844 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1845 {
1846         if (addr != 0) {
1847                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1848                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1849         }
1850 }
1851
1852 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1853
1854 /**
1855  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1856  * @size: the number of bytes to allocate
1857  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1858  *
1859  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1860  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1861  * allocate memory in power-of-two pages.
1862  *
1863  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1864  *
1865  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1866  */
1867 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1868 {
1869         unsigned int order = get_order(size);
1870         unsigned long addr;
1871
1872         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1873         if (addr) {
1874                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1875                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1876
1877                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1878                 while (used < alloc_end) {
1879                         free_page(used);
1880                         used += PAGE_SIZE;
1881                 }
1882         }
1883
1884         return (void *)addr;
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1887
1888 /**
1889  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1890  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1891  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1892  *
1893  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1894  */
1895 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1896 {
1897         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1898         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1899
1900         while (addr < end) {
1901                 free_page(addr);
1902                 addr += PAGE_SIZE;
1903         }
1904 }
1905 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1906
1907 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1908 {
1909         struct zoneref *z;
1910         struct zone *zone;
1911
1912         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1913         unsigned int sum = 0;
1914
1915         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1916
1917         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1918                 unsigned long size = zone->present_pages;
1919                 unsigned long high = zone->pages_high;
1920                 if (size > high)
1921                         sum += size - high;
1922         }
1923
1924         return sum;
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1929  */
1930 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1931 {
1932         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1933 }
1934 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1935
1936 /*
1937  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1938  */
1939 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1940 {
1941         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1942 }
1943
1944 static inline void show_node(struct zone *zone)
1945 {
1946         if (NUMA_BUILD)
1947                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1948 }
1949
1950 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1951 {
1952         val->totalram = totalram_pages;
1953         val->sharedram = 0;
1954         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1955         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1956         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1957         val->freehigh = nr_free_highpages();
1958         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1959 }
1960
1961 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1962
1963 #ifdef CONFIG_NUMA
1964 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1965 {
1966         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1967
1968         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1969         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1970 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1971         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1972         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1973                         NR_FREE_PAGES);
1974 #else
1975         val->totalhigh = 0;
1976         val->freehigh = 0;
1977 #endif
1978         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1979 }
1980 #endif
1981
1982 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1983
1984 /*
1985  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1986  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1987  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1988  */
1989 void show_free_areas(void)
1990 {
1991         int cpu;
1992         struct zone *zone;
1993
1994         for_each_populated_zone(zone) {
1995                 show_node(zone);
1996                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1997
1998                 for_each_online_cpu(cpu) {
1999                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2000
2001                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2002
2003                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2004                                cpu, pageset->pcp.high,
2005                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2006                 }
2007         }
2008
2009         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
2010                 " inactive_file:%lu"
2011 //TODO:  check/adjust line lengths
2012 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2013                 " unevictable:%lu"
2014 #endif
2015                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2016                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2017                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2018                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2019                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2020                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2021 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2022                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2023 #endif
2024                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2025                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2026                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2027                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2028                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2029                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2030                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2031                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2032                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2033
2034         for_each_populated_zone(zone) {
2035                 int i;
2036
2037                 show_node(zone);
2038                 printk("%s"
2039                         " free:%lukB"
2040                         " min:%lukB"
2041                         " low:%lukB"
2042                         " high:%lukB"
2043                         " active_anon:%lukB"
2044                         " inactive_anon:%lukB"
2045                         " active_file:%lukB"
2046                         " inactive_file:%lukB"
2047 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2048                         " unevictable:%lukB"
2049 #endif
2050                         " present:%lukB"
2051                         " pages_scanned:%lu"
2052                         " all_unreclaimable? %s"
2053                         "\n",
2054                         zone->name,
2055                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2056                         K(zone->pages_min),
2057                         K(zone->pages_low),
2058                         K(zone->pages_high),
2059                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2060                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2061                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2062                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2063 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2064                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2065 #endif
2066                         K(zone->present_pages),
2067                         zone->pages_scanned,
2068                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2069                         );
2070                 printk("lowmem_reserve[]:");
2071                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2072                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2073                 printk("\n");
2074         }
2075
2076         for_each_populated_zone(zone) {
2077                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2078
2079                 show_node(zone);
2080                 printk("%s: ", zone->name);
2081
2082                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2083                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2084                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2085                         total += nr[order] << order;
2086                 }
2087                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2088                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2089                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2090                 printk("= %lukB\n", K(total));
2091         }
2092
2093         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2094
2095         show_swap_cache_info();
2096 }
2097
2098 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2099 {
2100         zoneref->zone = zone;
2101         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Builds allocation fallback zone lists.
2106  *
2107  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2108  */
2109 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2110                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2111 {
2112         struct zone *zone;
2113
2114         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2115         zone_type++;
2116
2117         do {
2118                 zone_type--;
2119                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2120                 if (populated_zone(zone)) {
2121                         zoneref_set_zone(zone,
2122                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2123                         check_highest_zone(zone_type);
2124                 }
2125
2126         } while (zone_type);
2127         return nr_zones;
2128 }
2129
2130
2131 /*
2132  *  zonelist_order:
2133  *  0 = automatic detection of better ordering.
2134  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2135  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2136  *
2137  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2138  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2139  */
2140 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2141 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2142 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2143
2144 /* zonelist order in the kernel.
2145  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2146  */
2147 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2148 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2149
2150
2151 #ifdef CONFIG_NUMA
2152 /* The value user specified ....changed by config */
2153 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2154 /* string for sysctl */
2155 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2156 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2157
2158 /*
2159  * interface for configure zonelist ordering.
2160  * command line option "numa_zonelist_order"
2161  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2162  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2163  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2164  */
2165
2166 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2167 {
2168         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2169                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2170         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2171                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2172         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2173                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2174         } else {
2175                 printk(KERN_WARNING
2176                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2177                         "%s\n", s);
2178                 return -EINVAL;
2179         }
2180         return 0;
2181 }
2182
2183 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2184 {
2185         if (s)
2186                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2187         return 0;
2188 }
2189 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2190
2191 /*
2192  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2193  */
2194 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2195                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2196                 loff_t *ppos)
2197 {
2198         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2199         int ret;
2200
2201         if (write)
2202                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2203                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2204         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2205         if (ret)
2206                 return ret;
2207         if (write) {
2208                 int oldval = user_zonelist_order;
2209                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2210                         /*
2211                          * bogus value.  restore saved string
2212                          */
2213                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2214                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2215                         user_zonelist_order = oldval;
2216                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2217                         build_all_zonelists();
2218         }
2219         return 0;
2220 }
2221
2222
2223 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2224 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2225
2226 /**
2227  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2228  * @node: node whose fallback list we're appending
2229  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2230  *
2231  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2232  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2233  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2234  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2235  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2236  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2237  * on them otherwise.
2238  * It returns -1 if no node is found.
2239  */
2240 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2241 {
2242         int n, val;
2243         int min_val = INT_MAX;
2244         int best_node = -1;
2245         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2246
2247         /* Use the local node if we haven't already */
2248         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2249                 node_set(node, *used_node_mask);
2250                 return node;
2251         }
2252
2253         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2254
2255                 /* Don't want a node to appear more than once */
2256                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2257                         continue;
2258
2259                 /* Use the distance array to find the distance */
2260                 val = node_distance(node, n);
2261
2262                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2263                 val += (n < node);
2264
2265                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2266                 tmp = cpumask_of_node(n);
2267                 if (!cpumask_empty(tmp))
2268                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2269
2270                 /* Slight preference for less loaded node */
2271                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2272                 val += node_load[n];
2273
2274                 if (val < min_val) {
2275                         min_val = val;
2276                         best_node = n;
2277                 }
2278         }
2279
2280         if (best_node >= 0)
2281                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2282
2283         return best_node;
2284 }
2285
2286
2287 /*
2288  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2289  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2290  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2291  */
2292 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2293 {
2294         int j;
2295         struct zonelist *zonelist;
2296
2297         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2298         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2299                 ;
2300         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2301                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2302         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2303         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Build gfp_thisnode zonelists
2308  */
2309 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2310 {
2311         int j;
2312         struct zonelist *zonelist;
2313
2314         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2315         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2316         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2317         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2322  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2323  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2324  * may still exist in local DMA zone.
2325  */
2326 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2327
2328 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2329 {
2330         int pos, j, node;
2331         int zone_type;          /* needs to be signed */
2332         struct zone *z;
2333         struct zonelist *zonelist;
2334
2335         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2336         pos = 0;
2337         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2338                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2339                         node = node_order[j];
2340                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2341                         if (populated_zone(z)) {
2342                                 zoneref_set_zone(z,
2343                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2344                                 check_highest_zone(zone_type);
2345                         }
2346                 }
2347         }
2348         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2349         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2350 }
2351
2352 static int default_zonelist_order(void)
2353 {
2354         int nid, zone_type;
2355         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2356         struct zone *z;
2357         int average_size;
2358         /*
2359          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2360          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2361          * into OOM very easily.
2362          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2363          */
2364         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2365         low_kmem_size = 0;
2366         total_size = 0;
2367         for_each_online_node(nid) {
2368                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2369                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2370                         if (populated_zone(z)) {
2371                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2372                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2373                                 total_size += z->present_pages;
2374                         }
2375                 }
2376         }
2377         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2378             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2379                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2380         /*
2381          * look into each node's config.
2382          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2383          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2384          */
2385         average_size = total_size /
2386                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2387         for_each_online_node(nid) {
2388                 low_kmem_size = 0;
2389                 total_size = 0;
2390                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2391                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2392                         if (populated_zone(z)) {
2393                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2394                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2395                                 total_size += z->present_pages;
2396                         }
2397                 }
2398                 if (low_kmem_size &&
2399                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2400                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2401                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2402         }
2403         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2404 }
2405
2406 static void set_zonelist_order(void)
2407 {
2408         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2409                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2410         else
2411                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2412 }
2413
2414 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2415 {
2416         int j, node, load;
2417         enum zone_type i;
2418         nodemask_t used_mask;
2419         int local_node, prev_node;
2420         struct zonelist *zonelist;
2421         int order = current_zonelist_order;
2422
2423         /* initialize zonelists */
2424         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2425                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2426                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2427                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2428         }
2429
2430         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2431         local_node = pgdat->node_id;
2432         load = num_online_nodes();
2433         prev_node = local_node;
2434         nodes_clear(used_mask);
2435
2436         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2437         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2438         j = 0;
2439
2440         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2441                 int distance = node_distance(local_node, node);
2442
2443                 /*
2444                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2445                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2446                  */
2447                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2448                         zone_reclaim_mode = 1;
2449
2450                 /*
2451                  * We don't want to pressure a particular node.
2452                  * So adding penalty to the first node in same
2453                  * distance group to make it round-robin.
2454                  */
2455                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2456                         node_load[node] = load;
2457
2458                 prev_node = node;
2459                 load--;
2460                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2461                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2462                 else
2463                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2464         }
2465
2466         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2467                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2468                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2469         }
2470
2471         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2472 }
2473
2474 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2475 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2476 {
2477         struct zonelist *zonelist;
2478         struct zonelist_cache *zlc;
2479         struct zoneref *z;
2480
2481         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2482         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2483         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2484         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2485                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2486 }
2487
2488
2489 #else   /* CONFIG_NUMA */
2490
2491 static void set_zonelist_order(void)
2492 {
2493         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2494 }
2495
2496 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2497 {
2498         int node, local_node;
2499         enum zone_type j;
2500         struct zonelist *zonelist;
2501
2502         local_node = pgdat->node_id;
2503
2504         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2505         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2506
2507         /*
2508          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2509          * of all the other nodes.
2510          * We don't want to pressure a particular node, so when
2511          * building the zones for node N, we make sure that the
2512          * zones coming right after the local ones are those from
2513          * node N+1 (modulo N)
2514          */
2515         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2516                 if (!node_online(node))
2517                         continue;
2518                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2519                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2520         }
2521         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2522                 if (!node_online(node))
2523                         continue;
2524                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2525                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2526         }
2527
2528         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2529         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2530 }
2531
2532 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2533 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2534 {
2535         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2536 }
2537
2538 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2539
2540 /* return values int ....just for stop_machine() */
2541 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2542 {
2543         int nid;
2544
2545         for_each_online_node(nid) {
2546                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2547
2548                 build_zonelists(pgdat);
2549                 build_zonelist_cache(pgdat);
2550         }
2551         return 0;
2552 }
2553
2554 void build_all_zonelists(void)
2555 {
2556         set_zonelist_order();
2557
2558         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2559                 __build_all_zonelists(NULL);
2560                 mminit_verify_zonelist();
2561                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2562         } else {
2563                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2564                    of zonelist */
2565                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2566                 /* cpuset refresh routine should be here */
2567         }
2568         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2569         /*
2570          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2571          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2572          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2573          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2574          * disabled and enable it later
2575          */
2576         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2577                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2578         else
2579                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2580
2581         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2582                 "Total pages: %ld\n",
2583                         num_online_nodes(),
2584                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2585                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2586                         vm_total_pages);
2587 #ifdef CONFIG_NUMA
2588         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2589 #endif
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2594  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2595  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2596  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2597  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2598  * conservative, even though it seems large.
2599  *
2600  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2601  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2602  */
2603 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2604
2605 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2606 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2607 {
2608         unsigned long size = 1;
2609
2610         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2611
2612         while (size < pages)
2613                 size <<= 1;
2614
2615         /*
2616          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2617          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2618          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2619          */
2620         size = min(size, 4096UL);
2621
2622         return max(size, 4UL);
2623 }
2624 #else
2625 /*
2626  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2627  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2628  *
2629  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2630  *
2631  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2632  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2633  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2634  *
2635  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2636  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2637  *
2638  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2639  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2640  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2641  */
2642 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2643 {
2644         return 4096UL;
2645 }
2646 #endif
2647
2648 /*
2649  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2650  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2651  * hash function before the remainder is taken.
2652  */
2653 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2654 {
2655         return ffz(~size);
2656 }
2657
2658 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2659
2660 /*
2661  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2662  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2663  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2664  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2665  * blocks as reclaim kicks in
2666  */
2667 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2668 {
2669         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2670         struct page *page;
2671         unsigned long reserve, block_migratetype;
2672
2673         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2674         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2675         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2676         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2677                                                         pageblock_order;
2678
2679         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2680                 if (!pfn_valid(pfn))
2681                         continue;
2682                 page = pfn_to_page(pfn);
2683
2684                 /* Watch out for overlapping nodes */
2685                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2686                         continue;
2687
2688                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2689                 if (PageReserved(page))
2690                         continue;
2691
2692                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2693
2694                 /* If this block is reserved, account for it */
2695                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2696                         reserve--;
2697                         continue;
2698                 }
2699
2700                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2701                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2702                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2703                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2704                         reserve--;
2705                         continue;
2706                 }
2707
2708                 /*
2709                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2710                  * take it back
2711                  */
2712                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2713                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2714                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2715                 }
2716         }
2717 }
2718
2719 /*
2720  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2721  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2722  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2723  */
2724 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2725                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2726 {
2727         struct page *page;
2728         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2729         unsigned long pfn;
2730         struct zone *z;
2731
2732         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2733                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2734
2735         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2736         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2737                 /*
2738                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2739                  * handed to this function.  They do not
2740                  * exist on hotplugged memory.
2741                  */
2742                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2743                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2744                                 continue;
2745                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2746                                 continue;
2747                 }
2748                 page = pfn_to_page(pfn);
2749                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2750                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2751                 init_page_count(page);
2752                 reset_page_mapcount(page);
2753                 SetPageReserved(page);
2754                 /*
2755                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2756                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2757                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2758                  * the address space during boot when many long-lived
2759                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2760                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2761                  * setup_zone_migrate_reserve()
2762                  *
2763                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2764                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2765                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2766                  * pfn out of zone.
2767                  */
2768                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2769                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2770                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2771                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2772
2773                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2774 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2775                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2776                 if (!is_highmem_idx(zone))
2777                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2778 #endif
2779         }
2780 }
2781
2782 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2783 {
2784         int order, t;
2785         for_each_migratetype_order(order, t) {
2786                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2787                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2788         }
2789 }
2790
2791 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2792 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2793         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2794 #endif
2795
2796 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2797 {
2798 #ifdef CONFIG_MMU
2799         int batch;
2800
2801         /*
2802          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2803          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2804          *
2805          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2806          */
2807         batch = zone->present_pages / 1024;
2808         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2809                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2810         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2811         if (batch < 1)
2812                 batch = 1;
2813
2814         /*
2815          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2816          * of 2 value was found to be more likely to have
2817          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2818          *
2819          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2820          * batches of pages, one task can end up with a lot
2821          * of pages of one half of the possible page colors
2822          * and the other with pages of the other colors.
2823          */
2824         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2825
2826         return batch;
2827
2828 #else
2829         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2830          * conditions.
2831          *
2832          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2833          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2834          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2835          *
2836          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2837          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2838          * can be a significant delay between the individual batches being
2839          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2840          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2841          */
2842         return 0;
2843 #endif
2844 }
2845
2846 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2847 {
2848         struct per_cpu_pages *pcp;
2849
2850         memset(p, 0, sizeof(*p));
2851
2852         pcp = &p->pcp;
2853         pcp->count = 0;
2854         pcp->high = 6 * batch;
2855         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2856         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2857 }
2858
2859 /*
2860  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2861  * to the value high for the pageset p.
2862  */
2863
2864 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2865                                 unsigned long high)
2866 {
2867         struct per_cpu_pages *pcp;
2868
2869         pcp = &p->pcp;
2870         pcp->high = high;
2871         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2872         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2873                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2874 }
2875
2876
2877 #ifdef CONFIG_NUMA
2878 /*
2879  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2880  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2881  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2882  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2883  * with interrupts disabled.
2884  *
2885  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2886  *
2887  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2888  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2889  * hotplugged processors.
2890  *
2891  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2892  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2893  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2894  */
2895 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2896
2897 /*
2898  * Dynamically allocate memory for the
2899  * per cpu pageset array in struct zone.
2900  */
2901 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2902 {
2903         struct zone *zone, *dzone;
2904         int node = cpu_to_node(cpu);
2905
2906         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2907
2908         for_each_populated_zone(zone) {
2909                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2910                                          GFP_KERNEL, node);
2911                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2912                         goto bad;
2913
2914                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2915
2916                 if (percpu_pagelist_fraction)
2917                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2918                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2919         }
2920
2921         return 0;
2922 bad:
2923         for_each_zone(dzone) {
2924                 if (!populated_zone(dzone))
2925                         continue;
2926                 if (dzone == zone)
2927                         break;
2928                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2929                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2930         }
2931         return -ENOMEM;
2932 }
2933
2934 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2935 {
2936         struct zone *zone;
2937
2938         for_each_zone(zone) {
2939                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2940
2941                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2942                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2943                         kfree(pset);
2944                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2945         }
2946 }
2947
2948 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2949                 unsigned long action,
2950                 void *hcpu)
2951 {
2952         int cpu = (long)hcpu;
2953         int ret = NOTIFY_OK;
2954
2955         switch (action) {
2956         case CPU_UP_PREPARE:
2957         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2958                 if (process_zones(cpu))
2959                         ret = NOTIFY_BAD;
2960                 break;
2961         case CPU_UP_CANCELED:
2962         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2963         case CPU_DEAD:
2964         case CPU_DEAD_FROZEN:
2965                 free_zone_pagesets(cpu);
2966                 break;
2967         default:
2968                 break;
2969         }
2970         return ret;
2971 }
2972
2973 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2974         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2975
2976 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2977 {
2978         int err;
2979
2980         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2981          * A cpuup callback will do this for every cpu
2982          * as it comes online
2983          */
2984         err = process_zones(smp_processor_id());
2985         BUG_ON(err);
2986         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2987 }
2988
2989 #endif
2990
2991 static noinline __init_refok
2992 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2993 {
2994         int i;
2995         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2996         size_t alloc_size;
2997
2998         /*
2999          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3000          * per zone.
3001          */
3002         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3003                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3004         zone->wait_table_bits =
3005                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3006         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3007                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3008
3009         if (!slab_is_available()) {
3010                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3011                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3012         } else {
3013                 /*
3014                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3015                  * via memory hot-add.
3016                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3017                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3018                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3019                  * node itself as well.
3020                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3021                  * necessary.
3022                  */
3023                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3024         }
3025         if (!zone->wait_table)
3026                 return -ENOMEM;
3027
3028         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3029                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3030
3031         return 0;
3032 }
3033
3034 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3035 {
3036         int cpu;
3037         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3038
3039         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3040 #ifdef CONFIG_NUMA
3041                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3042                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3043                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3044 #else
3045                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3046 #endif
3047         }
3048         if (zone->present_pages)
3049                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3050                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3051 }
3052
3053 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3054                                         unsigned long zone_start_pfn,
3055                                         unsigned long size,
3056                                         enum memmap_context context)
3057 {
3058         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3059         int ret;
3060         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3061         if (ret)
3062                 return ret;
3063         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3064
3065         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3066
3067         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3068                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3069                         pgdat->node_id,
3070                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3071                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3072
3073         zone_init_free_lists(zone);
3074
3075         return 0;
3076 }
3077
3078 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3079 /*
3080  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3081  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3082  */
3083 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3084 {
3085         int i;
3086
3087         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3088                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3089                         return i;
3090
3091         return -1;
3092 }
3093
3094 /*
3095  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3096  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3097  */
3098 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3099 {
3100         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3101                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3102                         return index;
3103
3104         return -1;
3105 }
3106
3107 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3108 /*
3109  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3110  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3111  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3112  * alternative
3113  */
3114 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3115 {
3116         int i;
3117
3118         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3119                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3120                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3121
3122                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3123                         return early_node_map[i].nid;
3124         }
3125         /* This is a memory hole */
3126         return -1;
3127 }
3128 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3129
3130 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3131 {
3132         int nid;
3133
3134         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3135         if (nid >= 0)
3136                 return nid;
3137         /* just returns 0 */
3138         return 0;
3139 }
3140
3141 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3142 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3143 {
3144         int nid;
3145
3146         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3147         if (nid >= 0 && nid != node)
3148                 return false;
3149         return true;
3150 }
3151 #endif
3152
3153 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3154 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3155         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3156                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3157
3158 /**
3159  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3160  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3161  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3162  *
3163  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3164  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3165  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3166  */
3167 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3168                                                 unsigned long max_low_pfn)
3169 {
3170         int i;
3171
3172         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3173                 unsigned long size_pages = 0;
3174                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3175
3176                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3177                         continue;
3178
3179                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3180                         end_pfn = max_low_pfn;
3181
3182                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3183                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3184                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3185                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3186         }
3187 }
3188
3189 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3190 {
3191         int i;
3192         int ret;
3193
3194         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3195                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3196                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3197                 if (ret)
3198                         break;
3199         }
3200 }
3201 /**
3202  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3203  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3204  *
3205  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3206  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3207  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3208  */
3209 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3210 {
3211         int i;
3212
3213         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3214                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3215                                 early_node_map[i].start_pfn,
3216                                 early_node_map[i].end_pfn);
3217 }
3218
3219 /**
3220  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3221  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3222  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3223  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3224  *
3225  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3226  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3227  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3228  * PFNs will be 0.
3229  */
3230 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3231                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3232 {
3233         int i;
3234         *start_pfn = -1UL;
3235         *end_pfn = 0;
3236
3237         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3238                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3239                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3240         }
3241
3242         if (*start_pfn == -1UL)
3243                 *start_pfn = 0;
3244 }
3245
3246 /*
3247  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3248  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3249  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3250  */
3251 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3252 {
3253         int zone_index;
3254         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3255                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3256                         continue;
3257
3258                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3259                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3260                         break;
3261         }
3262
3263         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3264         movable_zone = zone_index;
3265 }
3266
3267 /*
3268  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3269  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3270  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3271  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3272  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3273  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3274  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3275  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3276  */
3277 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3278                                         unsigned long zone_type,
3279                                         unsigned long node_start_pfn,
3280                                         unsigned long node_end_pfn,
3281                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3282                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3283 {
3284         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3285         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3286                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3287                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3288                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3289                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3290                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3291
3292                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3293                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3294                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3295                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3296
3297                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3298                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3299                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3300         }
3301 }
3302
3303 /*
3304  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3305  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3306  */
3307 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3308                                         unsigned long zone_type,
3309                                         unsigned long *ignored)
3310 {
3311         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3312         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3313
3314         /* Get the start and end of the node and zone */
3315         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3316         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3317         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3318         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3319                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3320                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3321
3322         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3323         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3324                 return 0;
3325
3326         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3327         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3328         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3329
3330         /* Return the spanned pages */
3331         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3332 }
3333
3334 /*
3335  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3336  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3337  */
3338 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3339                                 unsigned long range_start_pfn,
3340                                 unsigned long range_end_pfn)
3341 {
3342         int i = 0;
3343         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3344         unsigned long start_pfn;
3345
3346         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3347         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3348         if (i == -1)
3349                 return 0;
3350
3351         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3352
3353         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3354         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3355                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3356
3357         /* Find all holes for the zone within the node */
3358         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3359
3360                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3361                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3362                         break;
3363
3364                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3365                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3366                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3367
3368                 /* Update the hole size cound and move on */
3369                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3370                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3371                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3372                 }
3373                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3374         }
3375
3376         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3377         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3378                 hole_pages += range_end_pfn -
3379                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3380
3381         return hole_pages;
3382 }
3383
3384 /**
3385  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3386  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3387  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3388  *
3389  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3390  */
3391 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3392                                                         unsigned long end_pfn)
3393 {
3394         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3395 }
3396
3397 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3398 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3399                                         unsigned long zone_type,
3400                                         unsigned long *ignored)
3401 {
3402         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3403         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3404
3405         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3406         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3407                                                         node_start_pfn);
3408         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3409                                                         node_end_pfn);
3410
3411         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3412                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3413                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3414         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3415 }
3416
3417 #else
3418 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3419                                         unsigned long zone_type,
3420                                         unsigned long *zones_size)
3421 {
3422         return zones_size[zone_type];
3423 }
3424
3425 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3426                                                 unsigned long zone_type,
3427                                                 unsigned long *zholes_size)
3428 {
3429         if (!zholes_size)
3430                 return 0;
3431
3432         return zholes_size[zone_type];
3433 }
3434
3435 #endif
3436
3437 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3438                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3439 {
3440         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3441         enum zone_type i;
3442
3443         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3444                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3445                                                                 zones_size);
3446         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3447
3448         realtotalpages = totalpages;
3449         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3450                 realtotalpages -=
3451                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3452                                                                 zholes_size);
3453         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3454         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3455                                                         realtotalpages);
3456 }
3457
3458 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3459 /*
3460  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3461  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3462  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3463  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3464  * bytes.
3465  */
3466 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3467 {
3468         unsigned long usemapsize;
3469
3470         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3471         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3472         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3473         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3474
3475         return usemapsize / 8;
3476 }
3477
3478 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3479                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3480 {
3481         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3482         zone->pageblock_flags = NULL;
3483         if (usemapsize)
3484                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3485 }
3486 #else
3487 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3488                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3489 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3490
3491 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3492
3493 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3494 static inline int pageblock_default_order(void)
3495 {
3496         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3497                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3498
3499         return MAX_ORDER-1;
3500 }
3501
3502 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3503 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3504 {
3505         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3506         if (pageblock_order)
3507                 return;
3508
3509         /*
3510          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3511          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3512          */
3513         pageblock_order = order;
3514 }
3515 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3516
3517 /*
3518  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3519  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3520  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3521  * pageblock_order based on the kernel config
3522  */
3523 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3524 {
3525         return MAX_ORDER-1;
3526 }
3527 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3528
3529 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3530
3531 /*
3532  * Set up the zone data structures:
3533  *   - mark all pages reserved
3534  *   - mark all memory queues empty
3535  *   - clear the memory bitmaps
3536  */
3537 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3538                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3539 {
3540         enum zone_type j;
3541         int nid = pgdat->node_id;
3542         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3543         int ret;
3544
3545         pgdat_resize_init(pgdat);
3546         pgdat->nr_zones = 0;
3547         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3548         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3549         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3550         
3551         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3552                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3553                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3554                 enum lru_list l;
3555
3556                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3557                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3558                                                                 zholes_size);
3559
3560                 /*
3561                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3562                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3563                  * and per-cpu initialisations
3564                  */
3565                 memmap_pages =
3566                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3567                 if (realsize >= memmap_pages) {
3568                         realsize -= memmap_pages;
3569                         if (memmap_pages)
3570                                 printk(KERN_DEBUG
3571                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3572                                        zone_names[j], memmap_pages);
3573                 } else
3574                         printk(KERN_WARNING
3575                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3576                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3577
3578                 /* Account for reserved pages */
3579                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3580                         realsize -= dma_reserve;
3581                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3582                                         zone_names[0], dma_reserve);
3583                 }
3584
3585                 if (!is_highmem_idx(j))
3586                         nr_kernel_pages += realsize;
3587                 nr_all_pages += realsize;
3588
3589                 zone->spanned_pages = size;
3590                 zone->present_pages = realsize;
3591 #ifdef CONFIG_NUMA
3592                 zone->node = nid;
3593                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3594                                                 / 100;
3595                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3596 #endif
3597                 zone->name = zone_names[j];
3598                 spin_lock_init(&zone->lock);
3599                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3600                 zone_seqlock_init(zone);
3601                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3602
3603                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3604
3605                 zone_pcp_init(zone);
3606                 for_each_lru(l) {
3607                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3608                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3609                 }
3610                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3611                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3612                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3613                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3614                 zap_zone_vm_stats(zone);
3615                 zone->flags = 0;
3616                 if (!size)
3617                         continue;
3618
3619                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3620                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3621                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3622                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3623                 BUG_ON(ret);
3624                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3625                 zone_start_pfn += size;
3626         }
3627 }
3628
3629 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3630 {
3631         /* Skip empty nodes */
3632         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3633                 return;
3634
3635 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3636         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3637         if (!pgdat->node_mem_map) {
3638                 unsigned long size, start, end;
3639                 struct page *map;
3640
3641                 /*
3642                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3643                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3644                  * for the buddy allocator to function correctly.
3645                  */
3646                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3647                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3648                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3649                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3650                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3651                 if (!map)
3652                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3653                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3654         }
3655 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3656         /*
3657          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3658          */
3659         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3660                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3661 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3662                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3663                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3664 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3665         }
3666 #endif
3667 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3668 }
3669
3670 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3671                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3672 {
3673         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3674
3675         pgdat->node_id = nid;
3676         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3677         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3678
3679         alloc_node_mem_map(pgdat);
3680 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3681         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3682                 nid, (unsigned long)pgdat,
3683                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3684 #endif
3685
3686         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3687 }
3688
3689 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3690
3691 #if MAX_NUMNODES > 1
3692 /*
3693  * Figure out the number of possible node ids.
3694  */
3695 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3696 {
3697         unsigned int node;
3698         unsigned int highest = 0;
3699
3700         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3701                 highest = node;
3702         nr_node_ids = highest + 1;
3703 }
3704 #else
3705 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3706 {
3707 }
3708 #endif
3709
3710 /**
3711  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3712  * @nid: The node ID the range resides on
3713  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3714  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3715  *
3716  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3717  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3718  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3719  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3720  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3721  */
3722 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3723                                                 unsigned long end_pfn)
3724 {
3725         int i;
3726
3727         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3728                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3729                         "%d entries of %d used\n",
3730                         nid, start_pfn, end_pfn,
3731                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3732
3733         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3734
3735         /* Merge with existing active regions if possible */
3736         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3737                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3738                         continue;
3739
3740                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3741                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3742                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3743                         return;
3744
3745                 /* Merge forward if suitable */
3746                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3747                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3748                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3749                         return;
3750                 }
3751
3752                 /* Merge backward if suitable */
3753                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3754                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3755                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3756                         return;
3757                 }
3758         }
3759
3760         /* Check that early_node_map is large enough */
3761         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3762                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3763                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3764                 return;
3765         }
3766
3767         early_node_map[i].nid = nid;
3768         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3769         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3770         nr_nodemap_entries = i + 1;
3771 }
3772
3773 /**
3774  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3775  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3776  * @start_pfn: The new PFN of the range
3777  * @end_pfn: The new PFN of the range
3778  *
3779  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3780  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3781  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3782  * range.
3783  */
3784 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3785                                 unsigned long end_pfn)
3786 {
3787         int i, j;
3788         int removed = 0;
3789
3790         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3791                           nid, start_pfn, end_pfn);
3792
3793         /* Find the old active region end and shrink */
3794         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3795                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3796                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3797                         /* clear it */
3798                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3799                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3800                         removed = 1;
3801                         continue;
3802                 }
3803                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3804                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3805                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3806                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3807                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3808                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3809                         continue;
3810                 }
3811                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3812                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3813                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3814                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3815                         continue;
3816                 }
3817         }
3818
3819         if (!removed)
3820                 return;
3821
3822         /* remove the blank ones */
3823         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3824                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3825                         continue;
3826                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3827                         continue;
3828                 /* we found it, get rid of it */
3829                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3830                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3831                                 sizeof(early_node_map[j]));
3832                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3833                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3834                 nr_nodemap_entries--;
3835         }
3836 }
3837
3838 /**
3839  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3840  *
3841  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3842  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3843  * all currently registered regions.
3844  */
3845 void __init remove_all_active_ranges(void)
3846 {
3847         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3848         nr_nodemap_entries = 0;
3849 }
3850
3851 /* Compare two active node_active_regions */
3852 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3853 {
3854         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3855         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3856
3857         /* Done this way to avoid overflows */
3858         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3859                 return 1;
3860         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3861                 return -1;
3862
3863         return 0;
3864 }
3865
3866 /* sort the node_map by start_pfn */
3867 static void __init sort_node_map(void)
3868 {
3869         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3870                         sizeof(struct node_active_region),
3871                         cmp_node_active_region, NULL);
3872 }
3873
3874 /* Find the lowest pfn for a node */
3875 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3876 {
3877         int i;
3878         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3879
3880         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3881         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3882                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3883
3884         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3885                 printk(KERN_WARNING
3886                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3887                 return 0;
3888         }
3889
3890         return min_pfn;
3891 }
3892
3893 /**
3894  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3895  *
3896  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3897  * add_active_range().
3898  */
3899 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3900 {
3901         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3902 }
3903
3904 /*
3905  * early_calculate_totalpages()
3906  * Sum pages in active regions for movable zone.
3907  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3908  */
3909 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3910 {
3911         int i;
3912         unsigned long totalpages = 0;
3913
3914         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3915                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3916                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3917                 totalpages += pages;
3918                 if (pages)
3919                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3920         }
3921         return totalpages;
3922 }
3923
3924 /*
3925  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3926  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3927  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3928  * others
3929  */
3930 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3931 {
3932         int i, nid;
3933         unsigned long usable_startpfn;
3934         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3935         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3936         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3937
3938         /*
3939          * If movablecore was specified, calculate what size of
3940          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3941          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3942          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3943          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3944          * what movablecore would have allowed.
3945          */
3946         if (required_movablecore) {
3947                 unsigned long corepages;
3948
3949                 /*
3950                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3951                  * was requested by the user
3952                  */
3953                 required_movablecore =
3954                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3955                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3956
3957                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3958         }
3959
3960         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3961         if (!required_kernelcore)
3962                 return;
3963
3964         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3965         find_usable_zone_for_movable();
3966         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3967
3968 restart:
3969         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3970         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3971         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3972                 /*
3973                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3974                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3975                  * amount of memory for the kernel
3976                  */
3977                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3978                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3979
3980                 /*
3981                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3982                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3983                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3984                  */
3985                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3986
3987                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3988                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3989                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3990                         unsigned long size_pages;
3991
3992                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3993                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3994                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3995                         if (start_pfn >= end_pfn)
3996                                 continue;
3997
3998                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3999                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4000                                 unsigned long kernel_pages;
4001                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4002                                                                 - start_pfn;
4003
4004                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4005                                                         kernelcore_remaining);
4006                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4007                                                         required_kernelcore);
4008
4009                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4010                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4011
4012                                         /*
4013                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4014                                          * that if we have to rebalance
4015                                          * kernelcore across nodes, we will
4016                                          * not double account here
4017                                          */
4018                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4019                                         continue;
4020                                 }
4021                                 start_pfn = usable_startpfn;
4022                         }
4023
4024                         /*
4025                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4026                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4027                          * number of pages used as kernelcore
4028                          */
4029                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4030                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4031                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4032                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4033
4034                         /*
4035                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4036                          * break if the kernelcore for this node has been
4037                          * satisified
4038                          */
4039                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4040                                                                 size_pages);
4041                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4042                         if (!kernelcore_remaining)
4043                                 break;
4044                 }
4045         }
4046
4047         /*
4048          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4049          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4050          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4051          * satisified
4052          */
4053         usable_nodes--;
4054         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4055                 goto restart;
4056
4057         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4058         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4059                 zone_movable_pfn[nid] =
4060                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4061 }
4062
4063 /* Any regular memory on that node ? */
4064 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4065 {
4066 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4067         enum zone_type zone_type;
4068
4069         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4070                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4071                 if (zone->present_pages)
4072                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4073         }
4074 #endif
4075 }
4076
4077 /**
4078  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4079  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4080  *
4081  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4082  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4083  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4084  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4085  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4086  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4087  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4088  * at arch_max_dma_pfn.
4089  */
4090 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4091 {
4092         unsigned long nid;
4093         int i;
4094
4095         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4096         sort_node_map();
4097
4098         /* Record where the zone boundaries are */
4099         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4100                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4101         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4102                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4103         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4104         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4105         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4106                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4107                         continue;
4108                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4109                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4110                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4111                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4112         }
4113         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4114         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4115
4116         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4117         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4118         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4119
4120         /* Print out the zone ranges */
4121         printk("Zone PFN ranges:\n");
4122         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4123                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4124                         continue;
4125                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4126                                 zone_names[i],
4127                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4128                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4129         }
4130
4131         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4132         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4133         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4134                 if (zone_movable_pfn[i])
4135                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4136         }
4137
4138         /* Print out the early_node_map[] */
4139         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4140         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4141                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4142                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4143                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4144
4145         /* Initialise every node */
4146         mminit_verify_pageflags_layout();
4147         setup_nr_node_ids();
4148         for_each_online_node(nid) {
4149                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4150                 free_area_init_node(nid, NULL,
4151                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4152
4153                 /* Any memory on that node */
4154                 if (pgdat->node_present_pages)
4155                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4156                 check_for_regular_memory(pgdat);
4157         }
4158 }
4159
4160 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4161 {
4162         unsigned long long coremem;
4163         if (!p)
4164                 return -EINVAL;
4165
4166         coremem = memparse(p, &p);
4167         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4168
4169         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4170         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4171
4172         return 0;
4173 }
4174
4175 /*
4176  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4177  * cannot be reclaimed or migrated.
4178  */
4179 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4180 {
4181         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4182 }
4183
4184 /*
4185  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4186  * can be reclaimed or migrated.
4187  */
4188 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4189 {
4190         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4191 }
4192
4193 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4194 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4195
4196 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4197
4198 /**
4199  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4200  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4201  *
4202  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4203  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4204  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4205  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4206  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4207  * smaller per-cpu batchsize.
4208  */
4209 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4210 {
4211         dma_reserve = new_dma_reserve;
4212 }
4213
4214 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4215 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4216 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4217 #endif
4218
4219 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4220 {
4221         free_area_init_node(0, zones_size,
4222                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4223 }
4224
4225 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4226                                  unsigned long action, void *hcpu)
4227 {
4228         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4229
4230         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4231                 drain_pages(cpu);
4232
4233                 /*
4234                  * Spill the event counters of the dead processor
4235                  * into the current processors event counters.
4236                  * This artificially elevates the count of the current
4237                  * processor.
4238                  */
4239                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4240
4241                 /*
4242                  * Zero the differential counters of the dead processor
4243                  * so that the vm statistics are consistent.
4244                  *
4245                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4246                  * race with what we are doing.
4247                  */
4248                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4249         }
4250         return NOTIFY_OK;
4251 }
4252
4253 void __init page_alloc_init(void)
4254 {
4255         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4256 }
4257
4258 /*
4259  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4260  *      or min_free_kbytes changes.
4261  */
4262 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4263 {
4264         struct pglist_data *pgdat;
4265         unsigned long reserve_pages = 0;
4266         enum zone_type i, j;
4267
4268         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4269                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4270                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4271                         unsigned long max = 0;
4272
4273                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4274                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4275                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4276                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4277                         }
4278
4279                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4280                         max += zone->pages_high;
4281
4282                         if (max > zone->present_pages)
4283                                 max = zone->present_pages;
4284                         reserve_pages += max;
4285                 }
4286         }
4287         totalreserve_pages = reserve_pages;
4288 }
4289
4290 /*
4291  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4292  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4293  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4294  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4295  */
4296 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4297 {
4298         struct pglist_data *pgdat;
4299         enum zone_type j, idx;
4300
4301         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4302                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4303                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4304                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4305
4306                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4307
4308                         idx = j;
4309                         while (idx) {
4310                                 struct zone *lower_zone;
4311
4312                                 idx--;
4313
4314                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4315                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4316
4317                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4318                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4319                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4320                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4321                         }
4322                 }
4323         }
4324
4325         /* update totalreserve_pages */
4326         calculate_totalreserve_pages();
4327 }
4328
4329 /**
4330  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4331  *
4332  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4333  * with respect to min_free_kbytes.
4334  */
4335 void setup_per_zone_pages_min(void)
4336 {
4337         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4338         unsigned long lowmem_pages = 0;
4339         struct zone *zone;
4340         unsigned long flags;
4341
4342         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4343         for_each_zone(zone) {
4344                 if (!is_highmem(zone))
4345                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4346         }
4347
4348         for_each_zone(zone) {
4349                 u64 tmp;
4350
4351                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4352                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4353                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4354                 if (is_highmem(zone)) {
4355                         /*
4356                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4357                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4358                          * value here.
4359                          *
4360                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4361                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4362                          * not be capped for highmem.
4363                          */
4364                         int min_pages;
4365
4366                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4367                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4368                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4369                         if (min_pages > 128)
4370                                 min_pages = 128;
4371                         zone->pages_min = min_pages;
4372                 } else {
4373                         /*
4374                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4375                          * proportionate to the zone's size.
4376                          */
4377                         zone->pages_min = tmp;
4378                 }
4379
4380                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4381                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4382                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4383                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4384         }
4385
4386         /* update totalreserve_pages */
4387         calculate_totalreserve_pages();
4388 }
4389
4390 /**
4391  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4392  *
4393  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4394  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4395  * to be referenced again before it is swapped out.
4396  *
4397  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4398  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4399  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4400  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4401  *
4402  * total     target    max
4403  * memory    ratio     inactive anon
4404  * -------------------------------------
4405  *   10MB       1         5MB
4406  *  100MB       1        50MB
4407  *    1GB       3       250MB
4408  *   10GB      10       0.9GB
4409  *  100GB      31         3GB
4410  *    1TB     101        10GB
4411  *   10TB     320        32GB
4412  */
4413 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4414 {
4415         struct zone *zone;
4416
4417         for_each_zone(zone) {
4418                 unsigned int gb, ratio;
4419
4420                 /* Zone size in gigabytes */
4421                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4422                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4423                 if (!ratio)
4424                         ratio = 1;
4425
4426                 zone->inactive_ratio = ratio;
4427         }
4428 }
4429
4430 /*
4431  * Initialise min_free_kbytes.
4432  *
4433  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4434  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4435  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4436  *
4437  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4438  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4439  *
4440  * which yields
4441  *
4442  * 16MB:        512k
4443  * 32MB:        724k
4444  * 64MB:        1024k
4445  * 128MB:       1448k
4446  * 256MB:       2048k
4447  * 512MB:       2896k
4448  * 1024MB:      4096k
4449  * 2048MB:      5792k
4450  * 4096MB:      8192k
4451  * 8192MB:      11584k
4452  * 16384MB:     16384k
4453  */
4454 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4455 {
4456         unsigned long lowmem_kbytes;
4457
4458         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4459
4460         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4461         if (min_free_kbytes < 128)
4462                 min_free_kbytes = 128;
4463         if (min_free_kbytes > 65536)
4464                 min_free_kbytes = 65536;
4465         setup_per_zone_pages_min();
4466         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4467         setup_per_zone_inactive_ratio();
4468         return 0;
4469 }
4470 module_init(init_per_zone_pages_min)
4471
4472 /*
4473  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4474  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4475  *      changes.
4476  */
4477 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4478         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4479 {
4480         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4481         if (write)
4482                 setup_per_zone_pages_min();
4483         return 0;
4484 }
4485
4486 #ifdef CONFIG_NUMA
4487 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4488         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4489 {
4490         struct zone *zone;
4491         int rc;
4492
4493         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4494         if (rc)
4495                 return rc;
4496
4497         for_each_zone(zone)
4498                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4499                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4500         return 0;
4501 }
4502
4503 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4504         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4505 {
4506         struct zone *zone;
4507         int rc;
4508
4509         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4510         if (rc)
4511                 return rc;
4512
4513         for_each_zone(zone)
4514                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4515                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4516         return 0;
4517 }
4518 #endif
4519
4520 /*
4521  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4522  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4523  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4524  *
4525  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4526  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4527  * if in function of the boot time zone sizes.
4528  */
4529 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4530         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4531 {
4532         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4533         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4534         return 0;
4535 }
4536
4537 /*
4538  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4539  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4540  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4541  */
4542
4543 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4544         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4545 {
4546         struct zone *zone;
4547         unsigned int cpu;
4548         int ret;
4549
4550         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4551         if (!write || (ret == -EINVAL))
4552                 return ret;
4553         for_each_zone(zone) {
4554                 for_each_online_cpu(cpu) {
4555                         unsigned long  high;
4556                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4557                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4558                 }
4559         }
4560         return 0;
4561 }
4562
4563 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4564
4565 #ifdef CONFIG_NUMA
4566 static int __init set_hashdist(char *str)
4567 {
4568         if (!str)
4569                 return 0;
4570         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4571         return 1;
4572 }
4573 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4574 #endif
4575
4576 /*
4577  * allocate a large system hash table from bootmem
4578  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4579  *   quantity of entries
4580  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4581  */
4582 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4583                                      unsigned long bucketsize,
4584                                      unsigned long numentries,
4585                                      int scale,
4586                                      int flags,
4587                                      unsigned int *_hash_shift,
4588                                      unsigned int *_hash_mask,
4589                                      unsigned long limit)
4590 {
4591         unsigned long long max = limit;
4592         unsigned long log2qty, size;
4593         void *table = NULL;
4594
4595         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4596         if (!numentries) {
4597                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4598                 numentries = nr_kernel_pages;
4599                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4600                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4601                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4602
4603                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4604                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4605                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4606                 else
4607                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4608
4609                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4610                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4611                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4612         }
4613         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4614
4615         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4616         if (max == 0) {
4617                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4618                 do_div(max, bucketsize);
4619         }
4620
4621         if (numentries > max)
4622                 numentries = max;
4623
4624         log2qty = ilog2(numentries);
4625
4626         do {
4627                 size = bucketsize << log2qty;
4628                 if (flags & HASH_EARLY)
4629                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4630                 else if (hashdist)
4631                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4632                 else {
4633                         unsigned long order = get_order(size);
4634
4635                         if (order < MAX_ORDER)
4636                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4637                                                                 order);
4638                         /*
4639                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4640                          * some pages at the end of hash table.
4641                          */
4642                         if (table) {
4643                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4644                                                 (PAGE_SIZE << order);
4645                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4646                                                 PAGE_ALIGN(size);
4647                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4648                                 while (used < alloc_end) {
4649                                         free_page(used);
4650                                         used += PAGE_SIZE;
4651                                 }
4652                         }
4653                 }
4654         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4655
4656         if (!table)
4657                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4658
4659         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4660                tablename,
4661                (1U << log2qty),
4662                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4663                size);
4664
4665         if (_hash_shift)
4666                 *_hash_shift = log2qty;
4667         if (_hash_mask)
4668                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4669
4670         /*
4671          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4672          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4673          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4674          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4675          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4676          */
4677         if (!hashdist)
4678                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4679
4680         return table;
4681 }
4682
4683 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4684 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4685                                                         unsigned long pfn)
4686 {
4687 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4688         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4689 #else
4690         return zone->pageblock_flags;
4691 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4692 }
4693
4694 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4695 {
4696 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4697         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4698         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4699 #else
4700         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4701         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4702 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4703 }
4704
4705 /**
4706  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4707  * @page: The page within the block of interest
4708  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4709  * @end_bitidx: The last bit of interest
4710  * returns pageblock_bits flags
4711  */
4712 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4713                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4714 {
4715         struct zone *zone;
4716         unsigned long *bitmap;
4717         unsigned long pfn, bitidx;
4718         unsigned long flags = 0;
4719         unsigned long value = 1;
4720
4721         zone = page_zone(page);
4722         pfn = page_to_pfn(page);
4723         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4724         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4725
4726         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4727                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4728                         flags |= value;
4729
4730         return flags;
4731 }
4732
4733 /**
4734  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4735  * @page: The page within the block of interest
4736  * @start_bitidx: The first bit of interest
4737  * @end_bitidx: The last bit of interest
4738  * @flags: The flags to set
4739  */
4740 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4741                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4742 {
4743         struct zone *zone;
4744         unsigned long *bitmap;
4745         unsigned long pfn, bitidx;
4746         unsigned long value = 1;
4747
4748         zone = page_zone(page);
4749         pfn = page_to_pfn(page);
4750         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4751         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4752         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4753         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4754
4755         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4756                 if (flags & value)
4757                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4758                 else
4759                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4760 }
4761
4762 /*
4763  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4764  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4765  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4766  */
4767
4768 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4769 {
4770         struct zone *zone;
4771         unsigned long flags;
4772         int ret = -EBUSY;
4773
4774         zone = page_zone(page);
4775         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4776         /*
4777          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4778          */
4779         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4780                 goto out;
4781         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4782         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4783         ret = 0;
4784 out:
4785         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4786         if (!ret)
4787                 drain_all_pages();
4788         return ret;
4789 }
4790
4791 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4792 {
4793         struct zone *zone;
4794         unsigned long flags;
4795         zone = page_zone(page);
4796         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4797         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4798                 goto out;
4799         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4800         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4801 out:
4802         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4803 }
4804
4805 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4806 /*
4807  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4808  */
4809 void
4810 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4811 {
4812         struct page *page;
4813         struct zone *zone;
4814         int order, i;
4815         unsigned long pfn;
4816         unsigned long flags;
4817         /* find the first valid pfn */
4818         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4819                 if (pfn_valid(pfn))
4820                         break;
4821         if (pfn == end_pfn)
4822                 return;
4823         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4824         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4825         pfn = start_pfn;
4826         while (pfn < end_pfn) {
4827                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4828                         pfn++;
4829                         continue;
4830                 }
4831                 page = pfn_to_page(pfn);
4832                 BUG_ON(page_count(page));
4833                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4834                 order = page_order(page);
4835 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4836                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4837                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4838 #endif
4839                 list_del(&page->lru);
4840                 rmv_page_order(page);
4841                 zone->free_area[order].nr_free--;
4842                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4843                                       - (1UL << order));
4844                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4845                         SetPageReserved((page+i));
4846                 pfn += (1 << order);
4847         }
4848         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4849 }
4850 #endif