]> pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
b90a74d2848592c3bfc8078bfeeacc9459e2bb99
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / 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
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 int percpu_pagelist_fraction;
73
74 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
75 int pageblock_order __read_mostly;
76 #endif
77
78 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
79
80 /*
81  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
82  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
83  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
84  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
85  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
86  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
87  *
88  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
89  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
90  */
91 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
93          256,
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
96          256,
97 #endif
98 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
99          32,
100 #endif
101          32,
102 };
103
104 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
105
106 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
107 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
108          "DMA",
109 #endif
110 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
111          "DMA32",
112 #endif
113          "Normal",
114 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
115          "HighMem",
116 #endif
117          "Movable",
118 };
119
120 int min_free_kbytes = 1024;
121
122 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
123 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
124 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
125
126 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
127   /*
128    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
129    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
130    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
131    * so the number of times add_active_range() can be called is
132    * related to the number of nodes and the number of holes
133    */
134   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
135     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
136     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137   #else
138     #if MAX_NUMNODES >= 32
139       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
140       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
141     #else
142       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
143       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
144     #endif
145   #endif
146
147   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
148   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
149   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
152   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
154 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
155   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
156   static unsigned long __initdata required_movablecore;
157   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
158
159   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
160   int movable_zone;
161   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
162 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
163
164 #if MAX_NUMNODES > 1
165 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
166 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
167 #endif
168
169 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
170
171 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
172 {
173         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
174                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
175 }
176
177 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
178 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
179 {
180         int ret = 0;
181         unsigned seq;
182         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
183
184         do {
185                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
186                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
187                         ret = 1;
188                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
189                         ret = 1;
190         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
191
192         return ret;
193 }
194
195 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
196 {
197         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
198                 return 0;
199         if (zone != page_zone(page))
200                 return 0;
201
202         return 1;
203 }
204 /*
205  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
206  */
207 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
208 {
209         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
210                 return 1;
211         if (!page_is_consistent(zone, page))
212                 return 1;
213
214         return 0;
215 }
216 #else
217 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
218 {
219         return 0;
220 }
221 #endif
222
223 static void bad_page(struct page *page)
224 {
225         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
226                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
227                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
228                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
229                 page_mapcount(page), page_count(page));
230
231         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
232                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
233         dump_stack();
234         set_page_count(page, 0);
235         reset_page_mapcount(page);
236         page->mapping = NULL;
237         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
238 }
239
240 /*
241  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
242  *
243  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
244  *
245  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
246  *
247  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
248  * the head page (even the head page has this).
249  *
250  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
251  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
252  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
253  */
254
255 static void free_compound_page(struct page *page)
256 {
257         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
258 }
259
260 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
261 {
262         int i;
263         int nr_pages = 1 << order;
264
265         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
266         set_compound_order(page, order);
267         __SetPageHead(page);
268         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
269                 struct page *p = page + i;
270
271                 __SetPageTail(p);
272                 p->first_page = page;
273         }
274 }
275
276 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
277 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
278 {
279         int i;
280         int nr_pages = 1 << order;
281         struct page *p = page + 1;
282
283         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
284         set_compound_order(page, order);
285         __SetPageHead(page);
286         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
287                 __SetPageTail(p);
288                 p->first_page = page;
289         }
290 }
291 #endif
292
293 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
294 {
295         int i;
296         int nr_pages = 1 << order;
297
298         if (unlikely(compound_order(page) != order))
299                 bad_page(page);
300
301         if (unlikely(!PageHead(page)))
302                         bad_page(page);
303         __ClearPageHead(page);
304         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
305                 struct page *p = page + i;
306
307                 if (unlikely(!PageTail(p) |
308                                 (p->first_page != page)))
309                         bad_page(page);
310                 __ClearPageTail(p);
311         }
312 }
313
314 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
315 {
316         int i;
317
318         /*
319          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
320          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
321          */
322         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
323         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
324                 clear_highpage(page + i);
325 }
326
327 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
328 {
329         set_page_private(page, order);
330         __SetPageBuddy(page);
331 }
332
333 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
334 {
335         __ClearPageBuddy(page);
336         set_page_private(page, 0);
337 }
338
339 /*
340  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
341  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
342  *
343  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
344  * the following equation:
345  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
346  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
347  * 1 buddy is #10:
348  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
349  *
350  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
351  * satisfies the following equation:
352  *     P = B & ~(1 << O)
353  *
354  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
355  */
356 static inline struct page *
357 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
358 {
359         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
360
361         return page + (buddy_idx - page_idx);
362 }
363
364 static inline unsigned long
365 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
366 {
367         return (page_idx & ~(1 << order));
368 }
369
370 /*
371  * This function checks whether a page is free && is the buddy
372  * we can do coalesce a page and its buddy if
373  * (a) the buddy is not in a hole &&
374  * (b) the buddy is in the buddy system &&
375  * (c) a page and its buddy have the same order &&
376  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
377  *
378  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
379  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
380  *
381  * For recording page's order, we use page_private(page).
382  */
383 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
384                                                                 int order)
385 {
386         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
387                 return 0;
388
389         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
390                 return 0;
391
392         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
393                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
394                 return 1;
395         }
396         return 0;
397 }
398
399 /*
400  * Freeing function for a buddy system allocator.
401  *
402  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
403  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
404  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
405  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
406  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
407  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
408  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
409  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
410  * parts of the VM system.
411  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
412  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
413  * order is recorded in page_private(page) field.
414  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
415  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
416  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
417  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
418  * triggers coalescing into a block of larger size.            
419  *
420  * -- wli
421  */
422
423 static inline void __free_one_page(struct page *page,
424                 struct zone *zone, unsigned int order)
425 {
426         unsigned long page_idx;
427         int order_size = 1 << order;
428         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
429
430         if (unlikely(PageCompound(page)))
431                 destroy_compound_page(page, order);
432
433         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
434
435         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
436         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
437
438         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
439         while (order < MAX_ORDER-1) {
440                 unsigned long combined_idx;
441                 struct page *buddy;
442
443                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
444                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
445                         break;
446
447                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
448                 list_del(&buddy->lru);
449                 zone->free_area[order].nr_free--;
450                 rmv_page_order(buddy);
451                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
452                 page = page + (combined_idx - page_idx);
453                 page_idx = combined_idx;
454                 order++;
455         }
456         set_page_order(page, order);
457         list_add(&page->lru,
458                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
459         zone->free_area[order].nr_free++;
460 }
461
462 static inline int free_pages_check(struct page *page)
463 {
464         free_page_mlock(page);
465         if (unlikely(page_mapcount(page) |
466                 (page->mapping != NULL)  |
467                 (page_count(page) != 0)  |
468                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
469                 bad_page(page);
470         /*
471          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
472          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
473          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
474          */
475         if (PageReserved(page))
476                 return 1;
477         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
478                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
479         return 0;
480 }
481
482 /*
483  * Frees a list of pages. 
484  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
485  * count is the number of pages to free.
486  *
487  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
488  * see if this freeing clears that state.
489  *
490  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
491  * pinned" detection logic.
492  */
493 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
494                                         struct list_head *list, int order)
495 {
496         spin_lock(&zone->lock);
497         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
498         zone->pages_scanned = 0;
499         while (count--) {
500                 struct page *page;
501
502                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
503                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
504                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
505                 list_del(&page->lru);
506                 __free_one_page(page, zone, order);
507         }
508         spin_unlock(&zone->lock);
509 }
510
511 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
512 {
513         spin_lock(&zone->lock);
514         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
515         zone->pages_scanned = 0;
516         __free_one_page(page, zone, order);
517         spin_unlock(&zone->lock);
518 }
519
520 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
521 {
522         unsigned long flags;
523         int i;
524         int reserved = 0;
525
526         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
527                 reserved += free_pages_check(page + i);
528         if (reserved)
529                 return;
530
531         if (!PageHighMem(page)) {
532                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
533                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
534                                            PAGE_SIZE << order);
535         }
536         arch_free_page(page, order);
537         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
538
539         local_irq_save(flags);
540         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
541         free_one_page(page_zone(page), page, order);
542         local_irq_restore(flags);
543 }
544
545 /*
546  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
547  */
548 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
549 {
550         if (order == 0) {
551                 __ClearPageReserved(page);
552                 set_page_count(page, 0);
553                 set_page_refcounted(page);
554                 __free_page(page);
555         } else {
556                 int loop;
557
558                 prefetchw(page);
559                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
560                         struct page *p = &page[loop];
561
562                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
563                                 prefetchw(p + 1);
564                         __ClearPageReserved(p);
565                         set_page_count(p, 0);
566                 }
567
568                 set_page_refcounted(page);
569                 __free_pages(page, order);
570         }
571 }
572
573
574 /*
575  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
576  * Please do not alter this order without good reasons and regression
577  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
578  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
579  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
580  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
581  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
582  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
583  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
584  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
585  *
586  * -- wli
587  */
588 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
589         int low, int high, struct free_area *area,
590         int migratetype)
591 {
592         unsigned long size = 1 << high;
593
594         while (high > low) {
595                 area--;
596                 high--;
597                 size >>= 1;
598                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
599                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
600                 area->nr_free++;
601                 set_page_order(&page[size], high);
602         }
603 }
604
605 /*
606  * This page is about to be returned from the page allocator
607  */
608 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
609 {
610         if (unlikely(page_mapcount(page) |
611                 (page->mapping != NULL)  |
612                 (page_count(page) != 0)  |
613                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
614                 bad_page(page);
615
616         /*
617          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
618          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
619          */
620         if (PageReserved(page))
621                 return 1;
622
623         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
624         set_page_private(page, 0);
625         set_page_refcounted(page);
626
627         arch_alloc_page(page, order);
628         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
629
630         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
631                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
632
633         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
634                 prep_compound_page(page, order);
635
636         return 0;
637 }
638
639 /*
640  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
641  * the smallest available page from the freelists
642  */
643 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
644                                                 int migratetype)
645 {
646         unsigned int current_order;
647         struct free_area * area;
648         struct page *page;
649
650         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
651         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
652                 area = &(zone->free_area[current_order]);
653                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
654                         continue;
655
656                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
657                                                         struct page, lru);
658                 list_del(&page->lru);
659                 rmv_page_order(page);
660                 area->nr_free--;
661                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
662                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
663                 return page;
664         }
665
666         return NULL;
667 }
668
669
670 /*
671  * This array describes the order lists are fallen back to when
672  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
673  */
674 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
675         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
676         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
677         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
678         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
679 };
680
681 /*
682  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
683  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
684  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
685  */
686 static int move_freepages(struct zone *zone,
687                           struct page *start_page, struct page *end_page,
688                           int migratetype)
689 {
690         struct page *page;
691         unsigned long order;
692         int pages_moved = 0;
693
694 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
695         /*
696          * page_zone is not safe to call in this context when
697          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
698          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
699          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
700          * grouping pages by mobility
701          */
702         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
703 #endif
704
705         for (page = start_page; page <= end_page;) {
706                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
707                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
708
709                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
710                         page++;
711                         continue;
712                 }
713
714                 if (!PageBuddy(page)) {
715                         page++;
716                         continue;
717                 }
718
719                 order = page_order(page);
720                 list_del(&page->lru);
721                 list_add(&page->lru,
722                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
723                 page += 1 << order;
724                 pages_moved += 1 << order;
725         }
726
727         return pages_moved;
728 }
729
730 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
731                                 int migratetype)
732 {
733         unsigned long start_pfn, end_pfn;
734         struct page *start_page, *end_page;
735
736         start_pfn = page_to_pfn(page);
737         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
738         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
739         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
740         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
741
742         /* Do not cross zone boundaries */
743         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
744                 start_page = page;
745         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
746                 return 0;
747
748         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
749 }
750
751 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
752 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
753                                                 int start_migratetype)
754 {
755         struct free_area * area;
756         int current_order;
757         struct page *page;
758         int migratetype, i;
759
760         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
761         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
762                                                 --current_order) {
763                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
764                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
765
766                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
767                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
768                                 continue;
769
770                         area = &(zone->free_area[current_order]);
771                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
772                                 continue;
773
774                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
775                                         struct page, lru);
776                         area->nr_free--;
777
778                         /*
779                          * If breaking a large block of pages, move all free
780                          * pages to the preferred allocation list. If falling
781                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
782                          * agressive about taking ownership of free pages
783                          */
784                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
785                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
786                                 unsigned long pages;
787                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
788                                                                 start_migratetype);
789
790                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
791                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
792                                         set_pageblock_migratetype(page,
793                                                                 start_migratetype);
794
795                                 migratetype = start_migratetype;
796                         }
797
798                         /* Remove the page from the freelists */
799                         list_del(&page->lru);
800                         rmv_page_order(page);
801                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
802                                                         -(1UL << order));
803
804                         if (current_order == pageblock_order)
805                                 set_pageblock_migratetype(page,
806                                                         start_migratetype);
807
808                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
809                         return page;
810                 }
811         }
812
813         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
814         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
815 }
816
817 /*
818  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
819  * Call me with the zone->lock already held.
820  */
821 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
822                                                 int migratetype)
823 {
824         struct page *page;
825
826         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
827
828         if (unlikely(!page))
829                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
830
831         return page;
832 }
833
834 /* 
835  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
836  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
837  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
838  */
839 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
840                         unsigned long count, struct list_head *list,
841                         int migratetype)
842 {
843         int i;
844         
845         spin_lock(&zone->lock);
846         for (i = 0; i < count; ++i) {
847                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
848                 if (unlikely(page == NULL))
849                         break;
850
851                 /*
852                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
853                  * in physical page order. The page is added to the callers and
854                  * list and the list head then moves forward. From the callers
855                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
856                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
857                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
858                  * properly.
859                  */
860                 list_add(&page->lru, list);
861                 set_page_private(page, migratetype);
862                 list = &page->lru;
863         }
864         spin_unlock(&zone->lock);
865         return i;
866 }
867
868 #ifdef CONFIG_NUMA
869 /*
870  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
871  * currently executing processor on remote nodes after they have
872  * expired.
873  *
874  * Note that this function must be called with the thread pinned to
875  * a single processor.
876  */
877 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
878 {
879         unsigned long flags;
880         int to_drain;
881
882         local_irq_save(flags);
883         if (pcp->count >= pcp->batch)
884                 to_drain = pcp->batch;
885         else
886                 to_drain = pcp->count;
887         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
888         pcp->count -= to_drain;
889         local_irq_restore(flags);
890 }
891 #endif
892
893 /*
894  * Drain pages of the indicated processor.
895  *
896  * The processor must either be the current processor and the
897  * thread pinned to the current processor or a processor that
898  * is not online.
899  */
900 static void drain_pages(unsigned int cpu)
901 {
902         unsigned long flags;
903         struct zone *zone;
904
905         for_each_zone(zone) {
906                 struct per_cpu_pageset *pset;
907                 struct per_cpu_pages *pcp;
908
909                 if (!populated_zone(zone))
910                         continue;
911
912                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
913
914                 pcp = &pset->pcp;
915                 local_irq_save(flags);
916                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
917                 pcp->count = 0;
918                 local_irq_restore(flags);
919         }
920 }
921
922 /*
923  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
924  */
925 void drain_local_pages(void *arg)
926 {
927         drain_pages(smp_processor_id());
928 }
929
930 /*
931  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
932  */
933 void drain_all_pages(void)
934 {
935         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
936 }
937
938 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
939
940 void mark_free_pages(struct zone *zone)
941 {
942         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
943         unsigned long flags;
944         int order, t;
945         struct list_head *curr;
946
947         if (!zone->spanned_pages)
948                 return;
949
950         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
951
952         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
953         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
954                 if (pfn_valid(pfn)) {
955                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
956
957                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
958                                 swsusp_unset_page_free(page);
959                 }
960
961         for_each_migratetype_order(order, t) {
962                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
963                         unsigned long i;
964
965                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
966                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
967                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
968                 }
969         }
970         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
971 }
972 #endif /* CONFIG_PM */
973
974 /*
975  * Free a 0-order page
976  */
977 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
978 {
979         struct zone *zone = page_zone(page);
980         struct per_cpu_pages *pcp;
981         unsigned long flags;
982
983         if (PageAnon(page))
984                 page->mapping = NULL;
985         if (free_pages_check(page))
986                 return;
987
988         if (!PageHighMem(page)) {
989                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
990                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
991         }
992         arch_free_page(page, 0);
993         kernel_map_pages(page, 1, 0);
994
995         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
996         local_irq_save(flags);
997         __count_vm_event(PGFREE);
998         if (cold)
999                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1000         else
1001                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1002         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1003         pcp->count++;
1004         if (pcp->count >= pcp->high) {
1005                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1006                 pcp->count -= pcp->batch;
1007         }
1008         local_irq_restore(flags);
1009         put_cpu();
1010 }
1011
1012 void free_hot_page(struct page *page)
1013 {
1014         free_hot_cold_page(page, 0);
1015 }
1016         
1017 void free_cold_page(struct page *page)
1018 {
1019         free_hot_cold_page(page, 1);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1024  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1025  * Each sub-page must be freed individually.
1026  *
1027  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1028  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1029  */
1030 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1031 {
1032         int i;
1033
1034         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1035         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1036         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1037                 set_page_refcounted(page + i);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1042  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1043  * or two.
1044  */
1045 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1046                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1047 {
1048         unsigned long flags;
1049         struct page *page;
1050         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1051         int cpu;
1052         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1053
1054 again:
1055         cpu  = get_cpu();
1056         if (likely(order == 0)) {
1057                 struct per_cpu_pages *pcp;
1058
1059                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1060                 local_irq_save(flags);
1061                 if (!pcp->count) {
1062                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1063                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1064                         if (unlikely(!pcp->count))
1065                                 goto failed;
1066                 }
1067
1068                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1069                 if (cold) {
1070                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1071                                 if (page_private(page) == migratetype)
1072                                         break;
1073                 } else {
1074                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1075                                 if (page_private(page) == migratetype)
1076                                         break;
1077                 }
1078
1079                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1080                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1081                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1082                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1083                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1084                 }
1085
1086                 list_del(&page->lru);
1087                 pcp->count--;
1088         } else {
1089                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1090                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1091                 spin_unlock(&zone->lock);
1092                 if (!page)
1093                         goto failed;
1094         }
1095
1096         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1097         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1098         local_irq_restore(flags);
1099         put_cpu();
1100
1101         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1102         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1103                 goto again;
1104         return page;
1105
1106 failed:
1107         local_irq_restore(flags);
1108         put_cpu();
1109         return NULL;
1110 }
1111
1112 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1113 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1114 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1115 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1116 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1117 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1118 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1119
1120 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1121
1122 static struct fail_page_alloc_attr {
1123         struct fault_attr attr;
1124
1125         u32 ignore_gfp_highmem;
1126         u32 ignore_gfp_wait;
1127         u32 min_order;
1128
1129 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1130
1131         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1132         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1133         struct dentry *min_order_file;
1134
1135 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1136
1137 } fail_page_alloc = {
1138         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1139         .ignore_gfp_wait = 1,
1140         .ignore_gfp_highmem = 1,
1141         .min_order = 1,
1142 };
1143
1144 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1145 {
1146         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1147 }
1148 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1149
1150 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1151 {
1152         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1153                 return 0;
1154         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1155                 return 0;
1156         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1157                 return 0;
1158         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1159                 return 0;
1160
1161         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1162 }
1163
1164 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1165
1166 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1167 {
1168         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1169         struct dentry *dir;
1170         int err;
1171
1172         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1173                                        "fail_page_alloc");
1174         if (err)
1175                 return err;
1176         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1177
1178         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1179                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1180                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1181
1182         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1183                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1184                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1185         fail_page_alloc.min_order_file =
1186                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1187                                    &fail_page_alloc.min_order);
1188
1189         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1190             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1191             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1192                 err = -ENOMEM;
1193                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1194                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1195                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1196                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1197         }
1198
1199         return err;
1200 }
1201
1202 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1203
1204 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1205
1206 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1207
1208 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1209 {
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1214
1215 /*
1216  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1217  * of the allocation.
1218  */
1219 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1220                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1221 {
1222         /* free_pages my go negative - that's OK */
1223         long min = mark;
1224         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1225         int o;
1226
1227         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1228                 min -= min / 2;
1229         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1230                 min -= min / 4;
1231
1232         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1233                 return 0;
1234         for (o = 0; o < order; o++) {
1235                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1236                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1237
1238                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1239                 min >>= 1;
1240
1241                 if (free_pages <= min)
1242                         return 0;
1243         }
1244         return 1;
1245 }
1246
1247 #ifdef CONFIG_NUMA
1248 /*
1249  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1250  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1251  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1252  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1253  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1254  *
1255  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1256  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1257  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1258  *
1259  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1260  * nothing and returns NULL.
1261  *
1262  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1263  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1264  *
1265  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1266  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1267  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1268  * quickly as we can.
1269  */
1270 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1271 {
1272         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1273         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1274
1275         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1276         if (!zlc)
1277                 return NULL;
1278
1279         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1280                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1281                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1282         }
1283
1284         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1285                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1286                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1287         return allowednodes;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1292  * if it is worth looking at further for free memory:
1293  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1294  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1295  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1296  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1297  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1298  * else return false (zero) if it is not.
1299  *
1300  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1301  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1302  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1303  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1304  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1305  * into the second scan of the zonelist.
1306  *
1307  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1308  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1309  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1310  * unturned looking for a free page.
1311  */
1312 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1313                                                 nodemask_t *allowednodes)
1314 {
1315         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1316         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1317         int n;                          /* node that zone *z is on */
1318
1319         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1320         if (!zlc)
1321                 return 1;
1322
1323         i = z - zonelist->_zonerefs;
1324         n = zlc->z_to_n[i];
1325
1326         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1327         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1332  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1333  * from that zone don't waste time re-examining it.
1334  */
1335 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1336 {
1337         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1338         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1339
1340         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1341         if (!zlc)
1342                 return;
1343
1344         i = z - zonelist->_zonerefs;
1345
1346         set_bit(i, zlc->fullzones);
1347 }
1348
1349 #else   /* CONFIG_NUMA */
1350
1351 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1352 {
1353         return NULL;
1354 }
1355
1356 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1357                                 nodemask_t *allowednodes)
1358 {
1359         return 1;
1360 }
1361
1362 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1363 {
1364 }
1365 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1366
1367 /*
1368  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1369  * a page.
1370  */
1371 static struct page *
1372 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1373                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1374 {
1375         struct zoneref *z;
1376         struct page *page = NULL;
1377         int classzone_idx;
1378         struct zone *zone, *preferred_zone;
1379         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1380         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1381         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1382
1383         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1384                                                         &preferred_zone);
1385         if (!preferred_zone)
1386                 return NULL;
1387
1388         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1389
1390 zonelist_scan:
1391         /*
1392          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1393          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1394          */
1395         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1396                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1397                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1398                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1399                                 continue;
1400                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1401                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1402                                 goto try_next_zone;
1403
1404                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1405                         unsigned long mark;
1406                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1407                                 mark = zone->pages_min;
1408                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1409                                 mark = zone->pages_low;
1410                         else
1411                                 mark = zone->pages_high;
1412                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1413                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1414                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1415                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1416                                         goto this_zone_full;
1417                         }
1418                 }
1419
1420                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1421                 if (page)
1422                         break;
1423 this_zone_full:
1424                 if (NUMA_BUILD)
1425                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1426 try_next_zone:
1427                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1428                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1429                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1430                         zlc_active = 1;
1431                         did_zlc_setup = 1;
1432                 }
1433         }
1434
1435         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1436                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1437                 zlc_active = 0;
1438                 goto zonelist_scan;
1439         }
1440         return page;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1445  */
1446 struct page *
1447 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1448                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1449 {
1450         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1451         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1452         struct zoneref *z;
1453         struct zone *zone;
1454         struct page *page;
1455         struct reclaim_state reclaim_state;
1456         struct task_struct *p = current;
1457         int do_retry;
1458         int alloc_flags;
1459         unsigned long did_some_progress;
1460         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1461
1462         might_sleep_if(wait);
1463
1464         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1465                 return NULL;
1466
1467 restart:
1468         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1469
1470         if (unlikely(!z->zone)) {
1471                 /*
1472                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1473                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1474                  */
1475                 return NULL;
1476         }
1477
1478         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1479                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1480         if (page)
1481                 goto got_pg;
1482
1483         /*
1484          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1485          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1486          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1487          * using a larger set of nodes after it has established that the
1488          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1489          * over allocated.
1490          */
1491         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1492                 goto nopage;
1493
1494         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1495                 wakeup_kswapd(zone, order);
1496
1497         /*
1498          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1499          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1500          * to how we want to proceed.
1501          *
1502          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1503          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1504          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1505          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1506          */
1507         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1508         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1509                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1510         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1511                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1512         if (wait)
1513                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1514
1515         /*
1516          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1517          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1518          *
1519          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1520          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1521          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1522          */
1523         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1524                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1525         if (page)
1526                 goto got_pg;
1527
1528         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1529
1530 rebalance:
1531         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1532                         && !in_interrupt()) {
1533                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1534 nofail_alloc:
1535                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1536                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1537                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1538                         if (page)
1539                                 goto got_pg;
1540                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1541                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1542                                 goto nofail_alloc;
1543                         }
1544                 }
1545                 goto nopage;
1546         }
1547
1548         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1549         if (!wait)
1550                 goto nopage;
1551
1552         cond_resched();
1553
1554         /* We now go into synchronous reclaim */
1555         cpuset_memory_pressure_bump();
1556         /*
1557          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1558          */
1559         cpuset_update_task_memory_state();
1560         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1561         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1562         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1563
1564         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1565
1566         p->reclaim_state = NULL;
1567         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1568
1569         cond_resched();
1570
1571         if (order != 0)
1572                 drain_all_pages();
1573
1574         if (likely(did_some_progress)) {
1575                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1576                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1577                 if (page)
1578                         goto got_pg;
1579         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1580                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1581                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1582                         goto restart;
1583                 }
1584
1585                 /*
1586                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1587                  * very high watermark here, this is only to catch
1588                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1589                  * under heavy pressure.
1590                  */
1591                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1592                         order, zonelist, high_zoneidx,
1593                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1594                 if (page) {
1595                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1596                         goto got_pg;
1597                 }
1598
1599                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1600                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1601                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1602                         goto nopage;
1603                 }
1604
1605                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1606                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1607                 goto restart;
1608         }
1609
1610         /*
1611          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1612          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1613          *
1614          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1615          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1616          * implementations.
1617          *
1618          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1619          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1620          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1621          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1622          * allocation still fails, we stop retrying.
1623          */
1624         pages_reclaimed += did_some_progress;
1625         do_retry = 0;
1626         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1627                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1628                         do_retry = 1;
1629                 } else {
1630                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1631                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1632                                         do_retry = 1;
1633                 }
1634                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1635                         do_retry = 1;
1636         }
1637         if (do_retry) {
1638                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1639                 goto rebalance;
1640         }
1641
1642 nopage:
1643         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1644                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1645                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1646                         p->comm, order, gfp_mask);
1647                 dump_stack();
1648                 show_mem();
1649         }
1650 got_pg:
1651         return page;
1652 }
1653 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1654
1655 /*
1656  * Common helper functions.
1657  */
1658 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1659 {
1660         struct page * page;
1661         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1662         if (!page)
1663                 return 0;
1664         return (unsigned long) page_address(page);
1665 }
1666
1667 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1668
1669 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1670 {
1671         struct page * page;
1672
1673         /*
1674          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1675          * a highmem page
1676          */
1677         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1678
1679         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1680         if (page)
1681                 return (unsigned long) page_address(page);
1682         return 0;
1683 }
1684
1685 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1686
1687 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1688 {
1689         int i = pagevec_count(pvec);
1690
1691         while (--i >= 0)
1692                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1693 }
1694
1695 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1696 {
1697         if (put_page_testzero(page)) {
1698                 if (order == 0)
1699                         free_hot_page(page);
1700                 else
1701                         __free_pages_ok(page, order);
1702         }
1703 }
1704
1705 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1706
1707 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1708 {
1709         if (addr != 0) {
1710                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1711                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1712         }
1713 }
1714
1715 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1716
1717 /**
1718  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1719  * @size: the number of bytes to allocate
1720  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1721  *
1722  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1723  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1724  * allocate memory in power-of-two pages.
1725  *
1726  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1727  *
1728  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1729  */
1730 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1731 {
1732         unsigned int order = get_order(size);
1733         unsigned long addr;
1734
1735         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1736         if (addr) {
1737                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1738                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1739
1740                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1741                 while (used < alloc_end) {
1742                         free_page(used);
1743                         used += PAGE_SIZE;
1744                 }
1745         }
1746
1747         return (void *)addr;
1748 }
1749 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1750
1751 /**
1752  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1753  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1754  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1755  *
1756  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1757  */
1758 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1759 {
1760         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1761         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1762
1763         while (addr < end) {
1764                 free_page(addr);
1765                 addr += PAGE_SIZE;
1766         }
1767 }
1768 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1769
1770 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1771 {
1772         struct zoneref *z;
1773         struct zone *zone;
1774
1775         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1776         unsigned int sum = 0;
1777
1778         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1779
1780         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1781                 unsigned long size = zone->present_pages;
1782                 unsigned long high = zone->pages_high;
1783                 if (size > high)
1784                         sum += size - high;
1785         }
1786
1787         return sum;
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1792  */
1793 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1794 {
1795         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1796 }
1797 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1798
1799 /*
1800  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1801  */
1802 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1803 {
1804         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1805 }
1806
1807 static inline void show_node(struct zone *zone)
1808 {
1809         if (NUMA_BUILD)
1810                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1811 }
1812
1813 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1814 {
1815         val->totalram = totalram_pages;
1816         val->sharedram = 0;
1817         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1818         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1819         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1820         val->freehigh = nr_free_highpages();
1821         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1822 }
1823
1824 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1825
1826 #ifdef CONFIG_NUMA
1827 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1828 {
1829         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1830
1831         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1832         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1833 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1834         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1835         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1836                         NR_FREE_PAGES);
1837 #else
1838         val->totalhigh = 0;
1839         val->freehigh = 0;
1840 #endif
1841         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1842 }
1843 #endif
1844
1845 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1846
1847 /*
1848  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1849  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1850  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1851  */
1852 void show_free_areas(void)
1853 {
1854         int cpu;
1855         struct zone *zone;
1856
1857         for_each_zone(zone) {
1858                 if (!populated_zone(zone))
1859                         continue;
1860
1861                 show_node(zone);
1862                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1863
1864                 for_each_online_cpu(cpu) {
1865                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1866
1867                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1868
1869                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1870                                cpu, pageset->pcp.high,
1871                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1872                 }
1873         }
1874
1875         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1876                 " inactive_file:%lu"
1877 //TODO:  check/adjust line lengths
1878 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1879                 " unevictable:%lu"
1880 #endif
1881                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1882                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1883                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1884                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1885                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1886                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1887 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1888                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1889 #endif
1890                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1891                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1892                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1893                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1894                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1895                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1896                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1897                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1898                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1899
1900         for_each_zone(zone) {
1901                 int i;
1902
1903                 if (!populated_zone(zone))
1904                         continue;
1905
1906                 show_node(zone);
1907                 printk("%s"
1908                         " free:%lukB"
1909                         " min:%lukB"
1910                         " low:%lukB"
1911                         " high:%lukB"
1912                         " active_anon:%lukB"
1913                         " inactive_anon:%lukB"
1914                         " active_file:%lukB"
1915                         " inactive_file:%lukB"
1916 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1917                         " unevictable:%lukB"
1918 #endif
1919                         " present:%lukB"
1920                         " pages_scanned:%lu"
1921                         " all_unreclaimable? %s"
1922                         "\n",
1923                         zone->name,
1924                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1925                         K(zone->pages_min),
1926                         K(zone->pages_low),
1927                         K(zone->pages_high),
1928                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1929                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1930                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1931                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1932 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1933                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1934 #endif
1935                         K(zone->present_pages),
1936                         zone->pages_scanned,
1937                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1938                         );
1939                 printk("lowmem_reserve[]:");
1940                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1941                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1942                 printk("\n");
1943         }
1944
1945         for_each_zone(zone) {
1946                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1947
1948                 if (!populated_zone(zone))
1949                         continue;
1950
1951                 show_node(zone);
1952                 printk("%s: ", zone->name);
1953
1954                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1955                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1956                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1957                         total += nr[order] << order;
1958                 }
1959                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1960                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1961                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1962                 printk("= %lukB\n", K(total));
1963         }
1964
1965         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1966
1967         show_swap_cache_info();
1968 }
1969
1970 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1971 {
1972         zoneref->zone = zone;
1973         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Builds allocation fallback zone lists.
1978  *
1979  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1980  */
1981 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1982                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1983 {
1984         struct zone *zone;
1985
1986         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1987         zone_type++;
1988
1989         do {
1990                 zone_type--;
1991                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1992                 if (populated_zone(zone)) {
1993                         zoneref_set_zone(zone,
1994                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1995                         check_highest_zone(zone_type);
1996                 }
1997
1998         } while (zone_type);
1999         return nr_zones;
2000 }
2001
2002
2003 /*
2004  *  zonelist_order:
2005  *  0 = automatic detection of better ordering.
2006  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2007  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2008  *
2009  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2010  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2011  */
2012 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2013 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2014 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2015
2016 /* zonelist order in the kernel.
2017  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2018  */
2019 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2020 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2021
2022
2023 #ifdef CONFIG_NUMA
2024 /* The value user specified ....changed by config */
2025 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2026 /* string for sysctl */
2027 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2028 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2029
2030 /*
2031  * interface for configure zonelist ordering.
2032  * command line option "numa_zonelist_order"
2033  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2034  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2035  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2036  */
2037
2038 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2039 {
2040         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2041                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2042         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2043                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2044         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2045                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2046         } else {
2047                 printk(KERN_WARNING
2048                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2049                         "%s\n", s);
2050                 return -EINVAL;
2051         }
2052         return 0;
2053 }
2054
2055 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2056 {
2057         if (s)
2058                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2059         return 0;
2060 }
2061 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2062
2063 /*
2064  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2065  */
2066 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2067                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2068                 loff_t *ppos)
2069 {
2070         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2071         int ret;
2072
2073         if (write)
2074                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2075                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2076         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2077         if (ret)
2078                 return ret;
2079         if (write) {
2080                 int oldval = user_zonelist_order;
2081                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2082                         /*
2083                          * bogus value.  restore saved string
2084                          */
2085                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2086                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2087                         user_zonelist_order = oldval;
2088                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2089                         build_all_zonelists();
2090         }
2091         return 0;
2092 }
2093
2094
2095 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2096 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2097
2098 /**
2099  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2100  * @node: node whose fallback list we're appending
2101  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2102  *
2103  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2104  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2105  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2106  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2107  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2108  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2109  * on them otherwise.
2110  * It returns -1 if no node is found.
2111  */
2112 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2113 {
2114         int n, val;
2115         int min_val = INT_MAX;
2116         int best_node = -1;
2117         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2118
2119         /* Use the local node if we haven't already */
2120         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2121                 node_set(node, *used_node_mask);
2122                 return node;
2123         }
2124
2125         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2126
2127                 /* Don't want a node to appear more than once */
2128                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2129                         continue;
2130
2131                 /* Use the distance array to find the distance */
2132                 val = node_distance(node, n);
2133
2134                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2135                 val += (n < node);
2136
2137                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2138                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2139                 if (!cpus_empty(*tmp))
2140                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2141
2142                 /* Slight preference for less loaded node */
2143                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2144                 val += node_load[n];
2145
2146                 if (val < min_val) {
2147                         min_val = val;
2148                         best_node = n;
2149                 }
2150         }
2151
2152         if (best_node >= 0)
2153                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2154
2155         return best_node;
2156 }
2157
2158
2159 /*
2160  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2161  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2162  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2163  */
2164 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2165 {
2166         int j;
2167         struct zonelist *zonelist;
2168
2169         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2170         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2171                 ;
2172         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2173                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2174         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2175         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Build gfp_thisnode zonelists
2180  */
2181 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2182 {
2183         int j;
2184         struct zonelist *zonelist;
2185
2186         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2187         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2188         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2189         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2194  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2195  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2196  * may still exist in local DMA zone.
2197  */
2198 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2199
2200 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2201 {
2202         int pos, j, node;
2203         int zone_type;          /* needs to be signed */
2204         struct zone *z;
2205         struct zonelist *zonelist;
2206
2207         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2208         pos = 0;
2209         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2210                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2211                         node = node_order[j];
2212                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2213                         if (populated_zone(z)) {
2214                                 zoneref_set_zone(z,
2215                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2216                                 check_highest_zone(zone_type);
2217                         }
2218                 }
2219         }
2220         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2221         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2222 }
2223
2224 static int default_zonelist_order(void)
2225 {
2226         int nid, zone_type;
2227         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2228         struct zone *z;
2229         int average_size;
2230         /*
2231          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2232          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2233          * into OOM very easily.
2234          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2235          */
2236         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2237         low_kmem_size = 0;
2238         total_size = 0;
2239         for_each_online_node(nid) {
2240                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2241                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2242                         if (populated_zone(z)) {
2243                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2244                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2245                                 total_size += z->present_pages;
2246                         }
2247                 }
2248         }
2249         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2250             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2251                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2252         /*
2253          * look into each node's config.
2254          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2255          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2256          */
2257         average_size = total_size /
2258                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2259         for_each_online_node(nid) {
2260                 low_kmem_size = 0;
2261                 total_size = 0;
2262                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2263                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2264                         if (populated_zone(z)) {
2265                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2266                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2267                                 total_size += z->present_pages;
2268                         }
2269                 }
2270                 if (low_kmem_size &&
2271                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2272                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2273                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2274         }
2275         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2276 }
2277
2278 static void set_zonelist_order(void)
2279 {
2280         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2281                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2282         else
2283                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2284 }
2285
2286 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2287 {
2288         int j, node, load;
2289         enum zone_type i;
2290         nodemask_t used_mask;
2291         int local_node, prev_node;
2292         struct zonelist *zonelist;
2293         int order = current_zonelist_order;
2294
2295         /* initialize zonelists */
2296         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2297                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2298                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2299                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2300         }
2301
2302         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2303         local_node = pgdat->node_id;
2304         load = num_online_nodes();
2305         prev_node = local_node;
2306         nodes_clear(used_mask);
2307
2308         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2309         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2310         j = 0;
2311
2312         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2313                 int distance = node_distance(local_node, node);
2314
2315                 /*
2316                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2317                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2318                  */
2319                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2320                         zone_reclaim_mode = 1;
2321
2322                 /*
2323                  * We don't want to pressure a particular node.
2324                  * So adding penalty to the first node in same
2325                  * distance group to make it round-robin.
2326                  */
2327                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2328                         node_load[node] = load;
2329
2330                 prev_node = node;
2331                 load--;
2332                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2333                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2334                 else
2335                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2336         }
2337
2338         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2339                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2340                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2341         }
2342
2343         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2344 }
2345
2346 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2347 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2348 {
2349         struct zonelist *zonelist;
2350         struct zonelist_cache *zlc;
2351         struct zoneref *z;
2352
2353         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2354         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2355         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2356         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2357                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2358 }
2359
2360
2361 #else   /* CONFIG_NUMA */
2362
2363 static void set_zonelist_order(void)
2364 {
2365         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2366 }
2367
2368 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2369 {
2370         int node, local_node;
2371         enum zone_type j;
2372         struct zonelist *zonelist;
2373
2374         local_node = pgdat->node_id;
2375
2376         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2377         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2378
2379         /*
2380          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2381          * of all the other nodes.
2382          * We don't want to pressure a particular node, so when
2383          * building the zones for node N, we make sure that the
2384          * zones coming right after the local ones are those from
2385          * node N+1 (modulo N)
2386          */
2387         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2388                 if (!node_online(node))
2389                         continue;
2390                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2391                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2392         }
2393         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2394                 if (!node_online(node))
2395                         continue;
2396                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2397                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2398         }
2399
2400         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2401         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2402 }
2403
2404 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2405 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2406 {
2407         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2408 }
2409
2410 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2411
2412 /* return values int ....just for stop_machine() */
2413 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2414 {
2415         int nid;
2416
2417         for_each_online_node(nid) {
2418                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2419
2420                 build_zonelists(pgdat);
2421                 build_zonelist_cache(pgdat);
2422         }
2423         return 0;
2424 }
2425
2426 void build_all_zonelists(void)
2427 {
2428         set_zonelist_order();
2429
2430         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2431                 __build_all_zonelists(NULL);
2432                 mminit_verify_zonelist();
2433                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2434         } else {
2435                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2436                    of zonelist */
2437                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2438                 /* cpuset refresh routine should be here */
2439         }
2440         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2441         /*
2442          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2443          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2444          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2445          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2446          * disabled and enable it later
2447          */
2448         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2449                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2450         else
2451                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2452
2453         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2454                 "Total pages: %ld\n",
2455                         num_online_nodes(),
2456                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2457                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2458                         vm_total_pages);
2459 #ifdef CONFIG_NUMA
2460         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2461 #endif
2462 }
2463
2464 /*
2465  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2466  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2467  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2468  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2469  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2470  * conservative, even though it seems large.
2471  *
2472  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2473  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2474  */
2475 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2476
2477 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2478 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2479 {
2480         unsigned long size = 1;
2481
2482         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2483
2484         while (size < pages)
2485                 size <<= 1;
2486
2487         /*
2488          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2489          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2490          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2491          */
2492         size = min(size, 4096UL);
2493
2494         return max(size, 4UL);
2495 }
2496 #else
2497 /*
2498  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2499  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2500  *
2501  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2502  *
2503  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2504  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2505  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2506  *
2507  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2508  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2509  *
2510  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2511  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2512  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2513  */
2514 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2515 {
2516         return 4096UL;
2517 }
2518 #endif
2519
2520 /*
2521  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2522  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2523  * hash function before the remainder is taken.
2524  */
2525 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2526 {
2527         return ffz(~size);
2528 }
2529
2530 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2531
2532 /*
2533  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2534  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2535  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2536  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2537  * blocks as reclaim kicks in
2538  */
2539 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2540 {
2541         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2542         struct page *page;
2543         unsigned long reserve, block_migratetype;
2544
2545         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2546         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2547         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2548         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2549                                                         pageblock_order;
2550
2551         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2552                 if (!pfn_valid(pfn))
2553                         continue;
2554                 page = pfn_to_page(pfn);
2555
2556                 /* Watch out for overlapping nodes */
2557                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2558                         continue;
2559
2560                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2561                 if (PageReserved(page))
2562                         continue;
2563
2564                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2565
2566                 /* If this block is reserved, account for it */
2567                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2568                         reserve--;
2569                         continue;
2570                 }
2571
2572                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2573                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2574                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2575                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2576                         reserve--;
2577                         continue;
2578                 }
2579
2580                 /*
2581                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2582                  * take it back
2583                  */
2584                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2585                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2586                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2587                 }
2588         }
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2593  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2594  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2595  */
2596 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2597                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2598 {
2599         struct page *page;
2600         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2601         unsigned long pfn;
2602         struct zone *z;
2603
2604         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2605         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2606                 /*
2607                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2608                  * handed to this function.  They do not
2609                  * exist on hotplugged memory.
2610                  */
2611                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2612                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2613                                 continue;
2614                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2615                                 continue;
2616                 }
2617                 page = pfn_to_page(pfn);
2618                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2619                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2620                 init_page_count(page);
2621                 reset_page_mapcount(page);
2622                 SetPageReserved(page);
2623                 /*
2624                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2625                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2626                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2627                  * the address space during boot when many long-lived
2628                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2629                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2630                  * setup_zone_migrate_reserve()
2631                  *
2632                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2633                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2634                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2635                  * pfn out of zone.
2636                  */
2637                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2638                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2639                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2640                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2641
2642                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2643 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2644                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2645                 if (!is_highmem_idx(zone))
2646                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2647 #endif
2648         }
2649 }
2650
2651 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2652 {
2653         int order, t;
2654         for_each_migratetype_order(order, t) {
2655                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2656                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2657         }
2658 }
2659
2660 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2661 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2662         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2663 #endif
2664
2665 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2666 {
2667         int batch;
2668
2669         /*
2670          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2671          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2672          *
2673          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2674          */
2675         batch = zone->present_pages / 1024;
2676         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2677                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2678         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2679         if (batch < 1)
2680                 batch = 1;
2681
2682         /*
2683          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2684          * of 2 value was found to be more likely to have
2685          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2686          *
2687          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2688          * batches of pages, one task can end up with a lot
2689          * of pages of one half of the possible page colors
2690          * and the other with pages of the other colors.
2691          */
2692         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2693
2694         return batch;
2695 }
2696
2697 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2698 {
2699         struct per_cpu_pages *pcp;
2700
2701         memset(p, 0, sizeof(*p));
2702
2703         pcp = &p->pcp;
2704         pcp->count = 0;
2705         pcp->high = 6 * batch;
2706         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2707         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2708 }
2709
2710 /*
2711  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2712  * to the value high for the pageset p.
2713  */
2714
2715 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2716                                 unsigned long high)
2717 {
2718         struct per_cpu_pages *pcp;
2719
2720         pcp = &p->pcp;
2721         pcp->high = high;
2722         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2723         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2724                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2725 }
2726
2727
2728 #ifdef CONFIG_NUMA
2729 /*
2730  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2731  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2732  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2733  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2734  * with interrupts disabled.
2735  *
2736  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2737  *
2738  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2739  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2740  * hotplugged processors.
2741  *
2742  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2743  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2744  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2745  */
2746 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2747
2748 /*
2749  * Dynamically allocate memory for the
2750  * per cpu pageset array in struct zone.
2751  */
2752 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2753 {
2754         struct zone *zone, *dzone;
2755         int node = cpu_to_node(cpu);
2756
2757         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2758
2759         for_each_zone(zone) {
2760
2761                 if (!populated_zone(zone))
2762                         continue;
2763
2764                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2765                                          GFP_KERNEL, node);
2766                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2767                         goto bad;
2768
2769                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2770
2771                 if (percpu_pagelist_fraction)
2772                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2773                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2774         }
2775
2776         return 0;
2777 bad:
2778         for_each_zone(dzone) {
2779                 if (!populated_zone(dzone))
2780                         continue;
2781                 if (dzone == zone)
2782                         break;
2783                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2784                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2785         }
2786         return -ENOMEM;
2787 }
2788
2789 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2790 {
2791         struct zone *zone;
2792
2793         for_each_zone(zone) {
2794                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2795
2796                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2797                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2798                         kfree(pset);
2799                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2800         }
2801 }
2802
2803 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2804                 unsigned long action,
2805                 void *hcpu)
2806 {
2807         int cpu = (long)hcpu;
2808         int ret = NOTIFY_OK;
2809
2810         switch (action) {
2811         case CPU_UP_PREPARE:
2812         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2813                 if (process_zones(cpu))
2814                         ret = NOTIFY_BAD;
2815                 break;
2816         case CPU_UP_CANCELED:
2817         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2818         case CPU_DEAD:
2819         case CPU_DEAD_FROZEN:
2820                 free_zone_pagesets(cpu);
2821                 break;
2822         default:
2823                 break;
2824         }
2825         return ret;
2826 }
2827
2828 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2829         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2830
2831 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2832 {
2833         int err;
2834
2835         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2836          * A cpuup callback will do this for every cpu
2837          * as it comes online
2838          */
2839         err = process_zones(smp_processor_id());
2840         BUG_ON(err);
2841         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2842 }
2843
2844 #endif
2845
2846 static noinline __init_refok
2847 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2848 {
2849         int i;
2850         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2851         size_t alloc_size;
2852
2853         /*
2854          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2855          * per zone.
2856          */
2857         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2858                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2859         zone->wait_table_bits =
2860                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2861         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2862                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2863
2864         if (!slab_is_available()) {
2865                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2866                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2867         } else {
2868                 /*
2869                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2870                  * via memory hot-add.
2871                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2872                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2873                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2874                  * node itself as well.
2875                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2876                  * necessary.
2877                  */
2878                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2879         }
2880         if (!zone->wait_table)
2881                 return -ENOMEM;
2882
2883         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2884                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2885
2886         return 0;
2887 }
2888
2889 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2890 {
2891         int cpu;
2892         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2893
2894         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2895 #ifdef CONFIG_NUMA
2896                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2897                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2898                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2899 #else
2900                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2901 #endif
2902         }
2903         if (zone->present_pages)
2904                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2905                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2906 }
2907
2908 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2909                                         unsigned long zone_start_pfn,
2910                                         unsigned long size,
2911                                         enum memmap_context context)
2912 {
2913         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2914         int ret;
2915         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2916         if (ret)
2917                 return ret;
2918         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2919
2920         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2921
2922         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2923                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2924                         pgdat->node_id,
2925                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2926                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2927
2928         zone_init_free_lists(zone);
2929
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2934 /*
2935  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2936  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2937  */
2938 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2939 {
2940         int i;
2941
2942         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2943                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2944                         return i;
2945
2946         return -1;
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2951  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2952  */
2953 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2954 {
2955         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2956                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2957                         return index;
2958
2959         return -1;
2960 }
2961
2962 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2963 /*
2964  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2965  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2966  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2967  * alternative
2968  */
2969 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2970 {
2971         int i;
2972
2973         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2974                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2975                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2976
2977                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2978                         return early_node_map[i].nid;
2979         }
2980
2981         return 0;
2982 }
2983 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2984
2985 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2986 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2987         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2988                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2989
2990 /**
2991  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2992  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2993  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2994  *
2995  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2996  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2997  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2998  */
2999 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3000                                                 unsigned long max_low_pfn)
3001 {
3002         int i;
3003
3004         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3005                 unsigned long size_pages = 0;
3006                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3007
3008                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3009                         continue;
3010
3011                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3012                         end_pfn = max_low_pfn;
3013
3014                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3015                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3016                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3017                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3018         }
3019 }
3020
3021 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3022 {
3023         int i;
3024         int ret;
3025
3026         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3027                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3028                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3029                 if (ret)
3030                         break;
3031         }
3032 }
3033 /**
3034  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3035  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3036  *
3037  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3038  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3039  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3040  */
3041 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3042 {
3043         int i;
3044
3045         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3046                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3047                                 early_node_map[i].start_pfn,
3048                                 early_node_map[i].end_pfn);
3049 }
3050
3051 /**
3052  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3053  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3054  * @start_pfn: The start pfn of the node
3055  * @end_pfn: The end pfn of the node
3056  *
3057  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3058  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3059  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3060  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3061  * be used later.
3062  */
3063 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3064 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3065                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3066 {
3067         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3068                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3069                         nid, start_pfn, end_pfn);
3070
3071         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3072         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3073                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3074
3075         /* Update the boundaries */
3076         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3077                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3078         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3079                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3080 }
3081
3082 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3083 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3084                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3085 {
3086         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3087                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3088                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3089
3090         /* Return if boundary information has not been provided */
3091         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3092                 return;
3093
3094         /* Check the boundaries and update if necessary */
3095         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3096                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3097         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3098                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3099 }
3100 #else
3101 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3102                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3103
3104 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3105                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3106 #endif
3107
3108
3109 /**
3110  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3111  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3112  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3113  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3114  *
3115  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3116  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3117  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3118  * PFNs will be 0.
3119  */
3120 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3121                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3122 {
3123         int i;
3124         *start_pfn = -1UL;
3125         *end_pfn = 0;
3126
3127         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3128                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3129                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3130         }
3131
3132         if (*start_pfn == -1UL)
3133                 *start_pfn = 0;
3134
3135         /* Push the node boundaries out if requested */
3136         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3137 }
3138
3139 /*
3140  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3141  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3142  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3143  */
3144 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3145 {
3146         int zone_index;
3147         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3148                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3149                         continue;
3150
3151                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3152                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3153                         break;
3154         }
3155
3156         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3157         movable_zone = zone_index;
3158 }
3159
3160 /*
3161  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3162  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3163  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3164  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3165  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3166  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3167  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3168  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3169  */
3170 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3171                                         unsigned long zone_type,
3172                                         unsigned long node_start_pfn,
3173                                         unsigned long node_end_pfn,
3174                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3175                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3176 {
3177         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3178         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3179                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3180                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3181                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3182                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3183                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3184
3185                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3186                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3187                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3188                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3189
3190                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3191                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3192                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3193         }
3194 }
3195
3196 /*
3197  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3198  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3199  */
3200 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3201                                         unsigned long zone_type,
3202                                         unsigned long *ignored)
3203 {
3204         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3205         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3206
3207         /* Get the start and end of the node and zone */
3208         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3209         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3210         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3211         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3212                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3213                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3214
3215         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3216         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3217                 return 0;
3218
3219         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3220         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3221         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3222
3223         /* Return the spanned pages */
3224         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3225 }
3226
3227 /*
3228  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3229  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3230  */
3231 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3232                                 unsigned long range_start_pfn,
3233                                 unsigned long range_end_pfn)
3234 {
3235         int i = 0;
3236         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3237         unsigned long start_pfn;
3238
3239         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3240         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3241         if (i == -1)
3242                 return 0;
3243
3244         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3245
3246         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3247         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3248                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3249
3250         /* Find all holes for the zone within the node */
3251         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3252
3253                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3254                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3255                         break;
3256
3257                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3258                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3259                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3260
3261                 /* Update the hole size cound and move on */
3262                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3263                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3264                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3265                 }
3266                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3267         }
3268
3269         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3270         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3271                 hole_pages += range_end_pfn -
3272                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3273
3274         return hole_pages;
3275 }
3276
3277 /**
3278  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3279  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3280  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3281  *
3282  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3283  */
3284 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3285                                                         unsigned long end_pfn)
3286 {
3287         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3288 }
3289
3290 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3291 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3292                                         unsigned long zone_type,
3293                                         unsigned long *ignored)
3294 {
3295         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3296         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3297
3298         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3299         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3300                                                         node_start_pfn);
3301         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3302                                                         node_end_pfn);
3303
3304         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3305                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3306                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3307         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3308 }
3309
3310 #else
3311 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3312                                         unsigned long zone_type,
3313                                         unsigned long *zones_size)
3314 {
3315         return zones_size[zone_type];
3316 }
3317
3318 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3319                                                 unsigned long zone_type,
3320                                                 unsigned long *zholes_size)
3321 {
3322         if (!zholes_size)
3323                 return 0;
3324
3325         return zholes_size[zone_type];
3326 }
3327
3328 #endif
3329
3330 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3331                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3332 {
3333         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3334         enum zone_type i;
3335
3336         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3337                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3338                                                                 zones_size);
3339         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3340
3341         realtotalpages = totalpages;
3342         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3343                 realtotalpages -=
3344                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3345                                                                 zholes_size);
3346         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3347         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3348                                                         realtotalpages);
3349 }
3350
3351 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3352 /*
3353  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3354  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3355  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3356  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3357  * bytes.
3358  */
3359 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3360 {
3361         unsigned long usemapsize;
3362
3363         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3364         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3365         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3366         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3367
3368         return usemapsize / 8;
3369 }
3370
3371 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3372                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3373 {
3374         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3375         zone->pageblock_flags = NULL;
3376         if (usemapsize)
3377                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3378 }
3379 #else
3380 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3381                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3382 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3383
3384 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3385
3386 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3387 static inline int pageblock_default_order(void)
3388 {
3389         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3390                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3391
3392         return MAX_ORDER-1;
3393 }
3394
3395 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3396 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3397 {
3398         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3399         if (pageblock_order)
3400                 return;
3401
3402         /*
3403          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3404          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3405          */
3406         pageblock_order = order;
3407 }
3408 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3409
3410 /*
3411  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3412  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3413  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3414  * pageblock_order based on the kernel config
3415  */
3416 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3417 {
3418         return MAX_ORDER-1;
3419 }
3420 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3421
3422 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3423
3424 /*
3425  * Set up the zone data structures:
3426  *   - mark all pages reserved
3427  *   - mark all memory queues empty
3428  *   - clear the memory bitmaps
3429  */
3430 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3431                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3432 {
3433         enum zone_type j;
3434         int nid = pgdat->node_id;
3435         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3436         int ret;
3437
3438         pgdat_resize_init(pgdat);
3439         pgdat->nr_zones = 0;
3440         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3441         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3442         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3443         
3444         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3445                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3446                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3447                 enum lru_list l;
3448
3449                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3450                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3451                                                                 zholes_size);
3452
3453                 /*
3454                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3455                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3456                  * and per-cpu initialisations
3457                  */
3458                 memmap_pages =
3459                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3460                 if (realsize >= memmap_pages) {
3461                         realsize -= memmap_pages;
3462                         if (memmap_pages)
3463                                 printk(KERN_DEBUG
3464                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3465                                        zone_names[j], memmap_pages);
3466                 } else
3467                         printk(KERN_WARNING
3468                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3469                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3470
3471                 /* Account for reserved pages */
3472                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3473                         realsize -= dma_reserve;
3474                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3475                                         zone_names[0], dma_reserve);
3476                 }
3477
3478                 if (!is_highmem_idx(j))
3479                         nr_kernel_pages += realsize;
3480                 nr_all_pages += realsize;
3481
3482                 zone->spanned_pages = size;
3483                 zone->present_pages = realsize;
3484 #ifdef CONFIG_NUMA
3485                 zone->node = nid;
3486                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3487                                                 / 100;
3488                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3489 #endif
3490                 zone->name = zone_names[j];
3491                 spin_lock_init(&zone->lock);
3492                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3493                 zone_seqlock_init(zone);
3494                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3495
3496                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3497
3498                 zone_pcp_init(zone);
3499                 for_each_lru(l) {
3500                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3501                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3502                 }
3503                 zone->recent_rotated[0] = 0;
3504                 zone->recent_rotated[1] = 0;
3505                 zone->recent_scanned[0] = 0;
3506                 zone->recent_scanned[1] = 0;
3507                 zap_zone_vm_stats(zone);
3508                 zone->flags = 0;
3509                 if (!size)
3510                         continue;
3511
3512                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3513                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3514                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3515                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3516                 BUG_ON(ret);
3517                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3518                 zone_start_pfn += size;
3519         }
3520 }
3521
3522 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3523 {
3524         /* Skip empty nodes */
3525         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3526                 return;
3527
3528 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3529         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3530         if (!pgdat->node_mem_map) {
3531                 unsigned long size, start, end;
3532                 struct page *map;
3533
3534                 /*
3535                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3536                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3537                  * for the buddy allocator to function correctly.
3538                  */
3539                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3540                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3541                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3542                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3543                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3544                 if (!map)
3545                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3546                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3547         }
3548 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3549         /*
3550          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3551          */
3552         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3553                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3554 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3555                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3556                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3557 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3558         }
3559 #endif
3560 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3561 }
3562
3563 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3564                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3565 {
3566         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3567
3568         pgdat->node_id = nid;
3569         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3570         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3571
3572         alloc_node_mem_map(pgdat);
3573 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3574         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3575                 nid, (unsigned long)pgdat,
3576                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3577 #endif
3578
3579         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3580 }
3581
3582 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3583
3584 #if MAX_NUMNODES > 1
3585 /*
3586  * Figure out the number of possible node ids.
3587  */
3588 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3589 {
3590         unsigned int node;
3591         unsigned int highest = 0;
3592
3593         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3594                 highest = node;
3595         nr_node_ids = highest + 1;
3596 }
3597 #else
3598 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3599 {
3600 }
3601 #endif
3602
3603 /**
3604  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3605  * @nid: The node ID the range resides on
3606  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3607  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3608  *
3609  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3610  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3611  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3612  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3613  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3614  */
3615 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3616                                                 unsigned long end_pfn)
3617 {
3618         int i;
3619
3620         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3621                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3622                         "%d entries of %d used\n",
3623                         nid, start_pfn, end_pfn,
3624                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3625
3626         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3627
3628         /* Merge with existing active regions if possible */
3629         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3630                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3631                         continue;
3632
3633                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3634                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3635                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3636                         return;
3637
3638                 /* Merge forward if suitable */
3639                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3640                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3641                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3642                         return;
3643                 }
3644
3645                 /* Merge backward if suitable */
3646                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3647                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3648                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3649                         return;
3650                 }
3651         }
3652
3653         /* Check that early_node_map is large enough */
3654         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3655                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3656                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3657                 return;
3658         }
3659
3660         early_node_map[i].nid = nid;
3661         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3662         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3663         nr_nodemap_entries = i + 1;
3664 }
3665
3666 /**
3667  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3668  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3669  * @start_pfn: The new PFN of the range
3670  * @end_pfn: The new PFN of the range
3671  *
3672  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3673  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3674  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3675  * range.
3676  */
3677 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3678                                 unsigned long end_pfn)
3679 {
3680         int i, j;
3681         int removed = 0;
3682
3683         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3684                           nid, start_pfn, end_pfn);
3685
3686         /* Find the old active region end and shrink */
3687         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3688                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3689                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3690                         /* clear it */
3691                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3692                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3693                         removed = 1;
3694                         continue;
3695                 }
3696                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3697                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3698                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3699                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3700                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3701                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3702                         continue;
3703                 }
3704                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3705                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3706                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3707                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3708                         continue;
3709                 }
3710         }
3711
3712         if (!removed)
3713                 return;
3714
3715         /* remove the blank ones */
3716         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3717                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3718                         continue;
3719                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3720                         continue;
3721                 /* we found it, get rid of it */
3722                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3723                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3724                                 sizeof(early_node_map[j]));
3725                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3726                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3727                 nr_nodemap_entries--;
3728         }
3729 }
3730
3731 /**
3732  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3733  *
3734  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3735  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3736  * all currently registered regions.
3737  */
3738 void __init remove_all_active_ranges(void)
3739 {
3740         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3741         nr_nodemap_entries = 0;
3742 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3743         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3744         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3745 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3746 }
3747
3748 /* Compare two active node_active_regions */
3749 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3750 {
3751         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3752         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3753
3754         /* Done this way to avoid overflows */
3755         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3756                 return 1;
3757         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3758                 return -1;
3759
3760         return 0;
3761 }
3762
3763 /* sort the node_map by start_pfn */
3764 static void __init sort_node_map(void)
3765 {
3766         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3767                         sizeof(struct node_active_region),
3768                         cmp_node_active_region, NULL);
3769 }
3770
3771 /* Find the lowest pfn for a node */
3772 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3773 {
3774         int i;
3775         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3776
3777         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3778         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3779                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3780
3781         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3782                 printk(KERN_WARNING
3783                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3784                 return 0;
3785         }
3786
3787         return min_pfn;
3788 }
3789
3790 /**
3791  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3792  *
3793  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3794  * add_active_range().
3795  */
3796 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3797 {
3798         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3799 }
3800
3801 /*
3802  * early_calculate_totalpages()
3803  * Sum pages in active regions for movable zone.
3804  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3805  */
3806 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3807 {
3808         int i;
3809         unsigned long totalpages = 0;
3810
3811         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3812                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3813                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3814                 totalpages += pages;
3815                 if (pages)
3816                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3817         }
3818         return totalpages;
3819 }
3820
3821 /*
3822  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3823  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3824  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3825  * others
3826  */
3827 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3828 {
3829         int i, nid;
3830         unsigned long usable_startpfn;
3831         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3832         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3833         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3834
3835         /*
3836          * If movablecore was specified, calculate what size of
3837          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3838          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3839          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3840          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3841          * what movablecore would have allowed.
3842          */
3843         if (required_movablecore) {
3844                 unsigned long corepages;
3845
3846                 /*
3847                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3848                  * was requested by the user
3849                  */
3850                 required_movablecore =
3851                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3852                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3853
3854                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3855         }
3856
3857         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3858         if (!required_kernelcore)
3859                 return;
3860
3861         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3862         find_usable_zone_for_movable();
3863         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3864
3865 restart:
3866         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3867         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3868         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3869                 /*
3870                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3871                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3872                  * amount of memory for the kernel
3873                  */
3874                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3875                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3876
3877                 /*
3878                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3879                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3880                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3881                  */
3882                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3883
3884                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3885                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3886                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3887                         unsigned long size_pages;
3888
3889                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3890                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3891                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3892                         if (start_pfn >= end_pfn)
3893                                 continue;
3894
3895                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3896                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3897                                 unsigned long kernel_pages;
3898                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3899                                                                 - start_pfn;
3900
3901                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3902                                                         kernelcore_remaining);
3903                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3904                                                         required_kernelcore);
3905
3906                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3907                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3908
3909                                         /*
3910                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3911                                          * that if we have to rebalance
3912                                          * kernelcore across nodes, we will
3913                                          * not double account here
3914                                          */
3915                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3916                                         continue;
3917                                 }
3918                                 start_pfn = usable_startpfn;
3919                         }
3920
3921                         /*
3922                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3923                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3924                          * number of pages used as kernelcore
3925                          */
3926                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3927                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3928                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3929                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3930
3931                         /*
3932                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3933                          * break if the kernelcore for this node has been
3934                          * satisified
3935                          */
3936                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3937                                                                 size_pages);
3938                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3939                         if (!kernelcore_remaining)
3940                                 break;
3941                 }
3942         }
3943
3944         /*
3945          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3946          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3947          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3948          * satisified
3949          */
3950         usable_nodes--;
3951         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3952                 goto restart;
3953
3954         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3955         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3956                 zone_movable_pfn[nid] =
3957                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3958 }
3959
3960 /* Any regular memory on that node ? */
3961 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3962 {
3963 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3964         enum zone_type zone_type;
3965
3966         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3967                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3968                 if (zone->present_pages)
3969                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3970         }
3971 #endif
3972 }
3973
3974 /**
3975  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3976  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3977  *
3978  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3979  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3980  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3981  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3982  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3983  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3984  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3985  * at arch_max_dma_pfn.
3986  */
3987 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3988 {
3989         unsigned long nid;
3990         int i;
3991
3992         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3993         sort_node_map();
3994
3995         /* Record where the zone boundaries are */
3996         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3997                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3998         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3999                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4000         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4001         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4002         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4003                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4004                         continue;
4005                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4006                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4007                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4008                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4009         }
4010         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4011         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4012
4013         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4014         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4015         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4016
4017         /* Print out the zone ranges */
4018         printk("Zone PFN ranges:\n");
4019         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4020                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4021                         continue;
4022                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4023                                 zone_names[i],
4024                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4025                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4026         }
4027
4028         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4029         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4030         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4031                 if (zone_movable_pfn[i])
4032                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4033         }
4034
4035         /* Print out the early_node_map[] */
4036         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4037         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4038                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4039                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4040                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4041
4042         /* Initialise every node */
4043         mminit_verify_pageflags_layout();
4044         setup_nr_node_ids();
4045         for_each_online_node(nid) {
4046                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4047                 free_area_init_node(nid, NULL,
4048                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4049
4050                 /* Any memory on that node */
4051                 if (pgdat->node_present_pages)
4052                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4053                 check_for_regular_memory(pgdat);
4054         }
4055 }
4056
4057 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4058 {
4059         unsigned long long coremem;
4060         if (!p)
4061                 return -EINVAL;
4062
4063         coremem = memparse(p, &p);
4064         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4065
4066         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4067         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4068
4069         return 0;
4070 }
4071
4072 /*
4073  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4074  * cannot be reclaimed or migrated.
4075  */
4076 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4077 {
4078         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4079 }
4080
4081 /*
4082  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4083  * can be reclaimed or migrated.
4084  */
4085 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4086 {
4087         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4088 }
4089
4090 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4091 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4092
4093 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4094
4095 /**
4096  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4097  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4098  *
4099  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4100  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4101  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4102  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4103  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4104  * smaller per-cpu batchsize.
4105  */
4106 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4107 {
4108         dma_reserve = new_dma_reserve;
4109 }
4110
4111 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4112 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4113 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4114 #endif
4115
4116 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4117 {
4118         free_area_init_node(0, zones_size,
4119                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4120 }
4121
4122 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4123                                  unsigned long action, void *hcpu)
4124 {
4125         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4126
4127         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4128                 drain_pages(cpu);
4129
4130                 /*
4131                  * Spill the event counters of the dead processor
4132                  * into the current processors event counters.
4133                  * This artificially elevates the count of the current
4134                  * processor.
4135                  */
4136                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4137
4138                 /*
4139                  * Zero the differential counters of the dead processor
4140                  * so that the vm statistics are consistent.
4141                  *
4142                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4143                  * race with what we are doing.
4144                  */
4145                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4146         }
4147         return NOTIFY_OK;
4148 }
4149
4150 void __init page_alloc_init(void)
4151 {
4152         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4153 }
4154
4155 /*
4156  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4157  *      or min_free_kbytes changes.
4158  */
4159 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4160 {
4161         struct pglist_data *pgdat;
4162         unsigned long reserve_pages = 0;
4163         enum zone_type i, j;
4164
4165         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4166                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4167                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4168                         unsigned long max = 0;
4169
4170                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4171                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4172                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4173                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4174                         }
4175
4176                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4177                         max += zone->pages_high;
4178
4179                         if (max > zone->present_pages)
4180                                 max = zone->present_pages;
4181                         reserve_pages += max;
4182                 }
4183         }
4184         totalreserve_pages = reserve_pages;
4185 }
4186
4187 /*
4188  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4189  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4190  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4191  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4192  */
4193 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4194 {
4195         struct pglist_data *pgdat;
4196         enum zone_type j, idx;
4197
4198         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4199                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4200                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4201                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4202
4203                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4204
4205                         idx = j;
4206                         while (idx) {
4207                                 struct zone *lower_zone;
4208
4209                                 idx--;
4210
4211                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4212                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4213
4214                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4215                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4216                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4217                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4218                         }
4219                 }
4220         }
4221
4222         /* update totalreserve_pages */
4223         calculate_totalreserve_pages();
4224 }
4225
4226 /**
4227  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4228  *
4229  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4230  * with respect to min_free_kbytes.
4231  */
4232 void setup_per_zone_pages_min(void)
4233 {
4234         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4235         unsigned long lowmem_pages = 0;
4236         struct zone *zone;
4237         unsigned long flags;
4238
4239         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4240         for_each_zone(zone) {
4241                 if (!is_highmem(zone))
4242                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4243         }
4244
4245         for_each_zone(zone) {
4246                 u64 tmp;
4247
4248                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4249                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4250                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4251                 if (is_highmem(zone)) {
4252                         /*
4253                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4254                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4255                          * value here.
4256                          *
4257                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4258                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4259                          * not be capped for highmem.
4260                          */
4261                         int min_pages;
4262
4263                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4264                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4265                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4266                         if (min_pages > 128)
4267                                 min_pages = 128;
4268                         zone->pages_min = min_pages;
4269                 } else {
4270                         /*
4271                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4272                          * proportionate to the zone's size.
4273                          */
4274                         zone->pages_min = tmp;
4275                 }
4276
4277                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4278                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4279                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4280                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4281         }
4282
4283         /* update totalreserve_pages */
4284         calculate_totalreserve_pages();
4285 }
4286
4287 /**
4288  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4289  *
4290  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4291  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4292  * to be referenced again before it is swapped out.
4293  *
4294  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4295  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4296  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4297  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4298  *
4299  * total     target    max
4300  * memory    ratio     inactive anon
4301  * -------------------------------------
4302  *   10MB       1         5MB
4303  *  100MB       1        50MB
4304  *    1GB       3       250MB
4305  *   10GB      10       0.9GB
4306  *  100GB      31         3GB
4307  *    1TB     101        10GB
4308  *   10TB     320        32GB
4309  */
4310 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4311 {
4312         struct zone *zone;
4313
4314         for_each_zone(zone) {
4315                 unsigned int gb, ratio;
4316
4317                 /* Zone size in gigabytes */
4318                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4319                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4320                 if (!ratio)
4321                         ratio = 1;
4322
4323                 zone->inactive_ratio = ratio;
4324         }
4325 }
4326
4327 /*
4328  * Initialise min_free_kbytes.
4329  *
4330  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4331  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4332  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4333  *
4334  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4335  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4336  *
4337  * which yields
4338  *
4339  * 16MB:        512k
4340  * 32MB:        724k
4341  * 64MB:        1024k
4342  * 128MB:       1448k
4343  * 256MB:       2048k
4344  * 512MB:       2896k
4345  * 1024MB:      4096k
4346  * 2048MB:      5792k
4347  * 4096MB:      8192k
4348  * 8192MB:      11584k
4349  * 16384MB:     16384k
4350  */
4351 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4352 {
4353         unsigned long lowmem_kbytes;
4354
4355         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4356
4357         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4358         if (min_free_kbytes < 128)
4359                 min_free_kbytes = 128;
4360         if (min_free_kbytes > 65536)
4361                 min_free_kbytes = 65536;
4362         setup_per_zone_pages_min();
4363         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4364         setup_per_zone_inactive_ratio();
4365         return 0;
4366 }
4367 module_init(init_per_zone_pages_min)
4368
4369 /*
4370  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4371  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4372  *      changes.
4373  */
4374 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4375         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4376 {
4377         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4378         if (write)
4379                 setup_per_zone_pages_min();
4380         return 0;
4381 }
4382
4383 #ifdef CONFIG_NUMA
4384 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4385         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4386 {
4387         struct zone *zone;
4388         int rc;
4389
4390         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4391         if (rc)
4392                 return rc;
4393
4394         for_each_zone(zone)
4395                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4396                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4397         return 0;
4398 }
4399
4400 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4401         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4402 {
4403         struct zone *zone;
4404         int rc;
4405
4406         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4407         if (rc)
4408                 return rc;
4409
4410         for_each_zone(zone)
4411                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4412                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4413         return 0;
4414 }
4415 #endif
4416
4417 /*
4418  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4419  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4420  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4421  *
4422  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4423  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4424  * if in function of the boot time zone sizes.
4425  */
4426 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4427         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4428 {
4429         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4430         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4431         return 0;
4432 }
4433
4434 /*
4435  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4436  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4437  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4438  */
4439
4440 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4441         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4442 {
4443         struct zone *zone;
4444         unsigned int cpu;
4445         int ret;
4446
4447         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4448         if (!write || (ret == -EINVAL))
4449                 return ret;
4450         for_each_zone(zone) {
4451                 for_each_online_cpu(cpu) {
4452                         unsigned long  high;
4453                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4454                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4455                 }
4456         }
4457         return 0;
4458 }
4459
4460 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4461
4462 #ifdef CONFIG_NUMA
4463 static int __init set_hashdist(char *str)
4464 {
4465         if (!str)
4466                 return 0;
4467         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4468         return 1;
4469 }
4470 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4471 #endif
4472
4473 /*
4474  * allocate a large system hash table from bootmem
4475  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4476  *   quantity of entries
4477  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4478  */
4479 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4480                                      unsigned long bucketsize,
4481                                      unsigned long numentries,
4482                                      int scale,
4483                                      int flags,
4484                                      unsigned int *_hash_shift,
4485                                      unsigned int *_hash_mask,
4486                                      unsigned long limit)
4487 {
4488         unsigned long long max = limit;
4489         unsigned long log2qty, size;
4490         void *table = NULL;
4491
4492         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4493         if (!numentries) {
4494                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4495                 numentries = nr_kernel_pages;
4496                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4497                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4498                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4499
4500                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4501                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4502                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4503                 else
4504                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4505
4506                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4507                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4508                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4509         }
4510         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4511
4512         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4513         if (max == 0) {
4514                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4515                 do_div(max, bucketsize);
4516         }
4517
4518         if (numentries > max)
4519                 numentries = max;
4520
4521         log2qty = ilog2(numentries);
4522
4523         do {
4524                 size = bucketsize << log2qty;
4525                 if (flags & HASH_EARLY)
4526                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4527                 else if (hashdist)
4528                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4529                 else {
4530                         unsigned long order = get_order(size);
4531                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4532                         /*
4533                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4534                          * some pages at the end of hash table.
4535                          */
4536                         if (table) {
4537                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4538                                                 (PAGE_SIZE << order);
4539                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4540                                                 PAGE_ALIGN(size);
4541                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4542                                 while (used < alloc_end) {
4543                                         free_page(used);
4544                                         used += PAGE_SIZE;
4545                                 }
4546                         }
4547                 }
4548         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4549
4550         if (!table)
4551                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4552
4553         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4554                tablename,
4555                (1U << log2qty),
4556                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4557                size);
4558
4559         if (_hash_shift)
4560                 *_hash_shift = log2qty;
4561         if (_hash_mask)
4562                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4563
4564         return table;
4565 }
4566
4567 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4568 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4569 {
4570         return __pfn_to_page(pfn);
4571 }
4572 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4573 {
4574         return __page_to_pfn(page);
4575 }
4576 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4577 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4578 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4579
4580 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4581 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4582                                                         unsigned long pfn)
4583 {
4584 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4585         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4586 #else
4587         return zone->pageblock_flags;
4588 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4589 }
4590
4591 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4592 {
4593 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4594         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4595         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4596 #else
4597         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4598         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4599 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4600 }
4601
4602 /**
4603  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4604  * @page: The page within the block of interest
4605  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4606  * @end_bitidx: The last bit of interest
4607  * returns pageblock_bits flags
4608  */
4609 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4610                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4611 {
4612         struct zone *zone;
4613         unsigned long *bitmap;
4614         unsigned long pfn, bitidx;
4615         unsigned long flags = 0;
4616         unsigned long value = 1;
4617
4618         zone = page_zone(page);
4619         pfn = page_to_pfn(page);
4620         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4621         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4622
4623         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4624                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4625                         flags |= value;
4626
4627         return flags;
4628 }
4629
4630 /**
4631  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4632  * @page: The page within the block of interest
4633  * @start_bitidx: The first bit of interest
4634  * @end_bitidx: The last bit of interest
4635  * @flags: The flags to set
4636  */
4637 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4638                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4639 {
4640         struct zone *zone;
4641         unsigned long *bitmap;
4642         unsigned long pfn, bitidx;
4643         unsigned long value = 1;
4644
4645         zone = page_zone(page);
4646         pfn = page_to_pfn(page);
4647         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4648         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4649         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4650         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4651
4652         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4653                 if (flags & value)
4654                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4655                 else
4656                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4657 }
4658
4659 /*
4660  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4661  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4662  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4663  */
4664
4665 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4666 {
4667         struct zone *zone;
4668         unsigned long flags;
4669         int ret = -EBUSY;
4670
4671         zone = page_zone(page);
4672         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4673         /*
4674          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4675          */
4676         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4677                 goto out;
4678         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4679         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4680         ret = 0;
4681 out:
4682         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4683         if (!ret)
4684                 drain_all_pages();
4685         return ret;
4686 }
4687
4688 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4689 {
4690         struct zone *zone;
4691         unsigned long flags;
4692         zone = page_zone(page);
4693         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4694         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4695                 goto out;
4696         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4697         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4698 out:
4699         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4700 }
4701
4702 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4703 /*
4704  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4705  */
4706 void
4707 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4708 {
4709         struct page *page;
4710         struct zone *zone;
4711         int order, i;
4712         unsigned long pfn;
4713         unsigned long flags;
4714         /* find the first valid pfn */
4715         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4716                 if (pfn_valid(pfn))
4717                         break;
4718         if (pfn == end_pfn)
4719                 return;
4720         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4721         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4722         pfn = start_pfn;
4723         while (pfn < end_pfn) {
4724                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4725                         pfn++;
4726                         continue;
4727                 }
4728                 page = pfn_to_page(pfn);
4729                 BUG_ON(page_count(page));
4730                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4731                 order = page_order(page);
4732 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4733                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4734                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4735 #endif
4736                 list_del(&page->lru);
4737                 rmv_page_order(page);
4738                 zone->free_area[order].nr_free--;
4739                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4740                                       - (1UL << order));
4741                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4742                         SetPageReserved((page+i));
4743                 pfn += (1 << order);
4744         }
4745         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4746 }
4747 #endif