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