]> pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
mm: add alloc_pages_exact() and free_pages_exact()
[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/memcontrol.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 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
284 {
285         int i;
286         int nr_pages = 1 << order;
287
288         if (unlikely(compound_order(page) != order))
289                 bad_page(page);
290
291         if (unlikely(!PageHead(page)))
292                         bad_page(page);
293         __ClearPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 if (unlikely(!PageTail(p) |
298                                 (p->first_page != page)))
299                         bad_page(page);
300                 __ClearPageTail(p);
301         }
302 }
303
304 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
305 {
306         int i;
307
308         /*
309          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
310          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
311          */
312         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
313         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
314                 clear_highpage(page + i);
315 }
316
317 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
318 {
319         set_page_private(page, order);
320         __SetPageBuddy(page);
321 }
322
323 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
324 {
325         __ClearPageBuddy(page);
326         set_page_private(page, 0);
327 }
328
329 /*
330  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
331  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
332  *
333  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
334  * the following equation:
335  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
336  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
337  * 1 buddy is #10:
338  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
339  *
340  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
341  * satisfies the following equation:
342  *     P = B & ~(1 << O)
343  *
344  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
345  */
346 static inline struct page *
347 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
348 {
349         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
350
351         return page + (buddy_idx - page_idx);
352 }
353
354 static inline unsigned long
355 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
356 {
357         return (page_idx & ~(1 << order));
358 }
359
360 /*
361  * This function checks whether a page is free && is the buddy
362  * we can do coalesce a page and its buddy if
363  * (a) the buddy is not in a hole &&
364  * (b) the buddy is in the buddy system &&
365  * (c) a page and its buddy have the same order &&
366  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
367  *
368  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
369  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
370  *
371  * For recording page's order, we use page_private(page).
372  */
373 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
374                                                                 int order)
375 {
376         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
377                 return 0;
378
379         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
380                 return 0;
381
382         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
383                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
384                 return 1;
385         }
386         return 0;
387 }
388
389 /*
390  * Freeing function for a buddy system allocator.
391  *
392  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
393  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
394  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
395  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
396  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
397  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
398  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
399  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
400  * parts of the VM system.
401  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
402  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
403  * order is recorded in page_private(page) field.
404  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
405  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
406  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
407  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
408  * triggers coalescing into a block of larger size.            
409  *
410  * -- wli
411  */
412
413 static inline void __free_one_page(struct page *page,
414                 struct zone *zone, unsigned int order)
415 {
416         unsigned long page_idx;
417         int order_size = 1 << order;
418         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
419
420         if (unlikely(PageCompound(page)))
421                 destroy_compound_page(page, order);
422
423         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
424
425         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
426         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
427
428         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
429         while (order < MAX_ORDER-1) {
430                 unsigned long combined_idx;
431                 struct page *buddy;
432
433                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
434                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
435                         break;
436
437                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
438                 list_del(&buddy->lru);
439                 zone->free_area[order].nr_free--;
440                 rmv_page_order(buddy);
441                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
442                 page = page + (combined_idx - page_idx);
443                 page_idx = combined_idx;
444                 order++;
445         }
446         set_page_order(page, order);
447         list_add(&page->lru,
448                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
449         zone->free_area[order].nr_free++;
450 }
451
452 static inline int free_pages_check(struct page *page)
453 {
454         if (unlikely(page_mapcount(page) |
455                 (page->mapping != NULL)  |
456                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
457                 (page_count(page) != 0)  |
458                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
459                 bad_page(page);
460         if (PageDirty(page))
461                 __ClearPageDirty(page);
462         /*
463          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
464          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
465          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
466          */
467         return PageReserved(page);
468 }
469
470 /*
471  * Frees a list of pages. 
472  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
473  * count is the number of pages to free.
474  *
475  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
476  * see if this freeing clears that state.
477  *
478  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
479  * pinned" detection logic.
480  */
481 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
482                                         struct list_head *list, int order)
483 {
484         spin_lock(&zone->lock);
485         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
486         zone->pages_scanned = 0;
487         while (count--) {
488                 struct page *page;
489
490                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
491                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
492                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
493                 list_del(&page->lru);
494                 __free_one_page(page, zone, order);
495         }
496         spin_unlock(&zone->lock);
497 }
498
499 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
500 {
501         spin_lock(&zone->lock);
502         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
503         zone->pages_scanned = 0;
504         __free_one_page(page, zone, order);
505         spin_unlock(&zone->lock);
506 }
507
508 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
509 {
510         unsigned long flags;
511         int i;
512         int reserved = 0;
513
514         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
515                 reserved += free_pages_check(page + i);
516         if (reserved)
517                 return;
518
519         if (!PageHighMem(page)) {
520                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
521                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
522                                            PAGE_SIZE << order);
523         }
524         arch_free_page(page, order);
525         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
526
527         local_irq_save(flags);
528         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
529         free_one_page(page_zone(page), page, order);
530         local_irq_restore(flags);
531 }
532
533 /*
534  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
535  */
536 void __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
537 {
538         if (order == 0) {
539                 __ClearPageReserved(page);
540                 set_page_count(page, 0);
541                 set_page_refcounted(page);
542                 __free_page(page);
543         } else {
544                 int loop;
545
546                 prefetchw(page);
547                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
548                         struct page *p = &page[loop];
549
550                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
551                                 prefetchw(p + 1);
552                         __ClearPageReserved(p);
553                         set_page_count(p, 0);
554                 }
555
556                 set_page_refcounted(page);
557                 __free_pages(page, order);
558         }
559 }
560
561
562 /*
563  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
564  * Please do not alter this order without good reasons and regression
565  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
566  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
567  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
568  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
569  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
570  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
571  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
572  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
573  *
574  * -- wli
575  */
576 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
577         int low, int high, struct free_area *area,
578         int migratetype)
579 {
580         unsigned long size = 1 << high;
581
582         while (high > low) {
583                 area--;
584                 high--;
585                 size >>= 1;
586                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
587                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
588                 area->nr_free++;
589                 set_page_order(&page[size], high);
590         }
591 }
592
593 /*
594  * This page is about to be returned from the page allocator
595  */
596 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
597 {
598         if (unlikely(page_mapcount(page) |
599                 (page->mapping != NULL)  |
600                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
601                 (page_count(page) != 0)  |
602                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
603                 bad_page(page);
604
605         /*
606          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
607          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
608          */
609         if (PageReserved(page))
610                 return 1;
611
612         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
613                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
614                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
615         set_page_private(page, 0);
616         set_page_refcounted(page);
617
618         arch_alloc_page(page, order);
619         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
620
621         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
622                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
623
624         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
625                 prep_compound_page(page, order);
626
627         return 0;
628 }
629
630 /*
631  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
632  * the smallest available page from the freelists
633  */
634 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
635                                                 int migratetype)
636 {
637         unsigned int current_order;
638         struct free_area * area;
639         struct page *page;
640
641         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
642         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
643                 area = &(zone->free_area[current_order]);
644                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
645                         continue;
646
647                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
648                                                         struct page, lru);
649                 list_del(&page->lru);
650                 rmv_page_order(page);
651                 area->nr_free--;
652                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
653                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
654                 return page;
655         }
656
657         return NULL;
658 }
659
660
661 /*
662  * This array describes the order lists are fallen back to when
663  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
664  */
665 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
666         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
667         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
668         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
669         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
670 };
671
672 /*
673  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
674  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
675  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
676  */
677 int move_freepages(struct zone *zone,
678                         struct page *start_page, struct page *end_page,
679                         int migratetype)
680 {
681         struct page *page;
682         unsigned long order;
683         int pages_moved = 0;
684
685 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
686         /*
687          * page_zone is not safe to call in this context when
688          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
689          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
690          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
691          * grouping pages by mobility
692          */
693         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
694 #endif
695
696         for (page = start_page; page <= end_page;) {
697                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
698                         page++;
699                         continue;
700                 }
701
702                 if (!PageBuddy(page)) {
703                         page++;
704                         continue;
705                 }
706
707                 order = page_order(page);
708                 list_del(&page->lru);
709                 list_add(&page->lru,
710                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
711                 page += 1 << order;
712                 pages_moved += 1 << order;
713         }
714
715         return pages_moved;
716 }
717
718 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
719 {
720         unsigned long start_pfn, end_pfn;
721         struct page *start_page, *end_page;
722
723         start_pfn = page_to_pfn(page);
724         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
725         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
726         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
727         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
728
729         /* Do not cross zone boundaries */
730         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
731                 start_page = page;
732         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
733                 return 0;
734
735         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
736 }
737
738 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
739 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
740                                                 int start_migratetype)
741 {
742         struct free_area * area;
743         int current_order;
744         struct page *page;
745         int migratetype, i;
746
747         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
748         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
749                                                 --current_order) {
750                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
751                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
752
753                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
754                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
755                                 continue;
756
757                         area = &(zone->free_area[current_order]);
758                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
759                                 continue;
760
761                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
762                                         struct page, lru);
763                         area->nr_free--;
764
765                         /*
766                          * If breaking a large block of pages, move all free
767                          * pages to the preferred allocation list. If falling
768                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
769                          * agressive about taking ownership of free pages
770                          */
771                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
772                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
773                                 unsigned long pages;
774                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
775                                                                 start_migratetype);
776
777                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
778                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
779                                         set_pageblock_migratetype(page,
780                                                                 start_migratetype);
781
782                                 migratetype = start_migratetype;
783                         }
784
785                         /* Remove the page from the freelists */
786                         list_del(&page->lru);
787                         rmv_page_order(page);
788                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
789                                                         -(1UL << order));
790
791                         if (current_order == pageblock_order)
792                                 set_pageblock_migratetype(page,
793                                                         start_migratetype);
794
795                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
796                         return page;
797                 }
798         }
799
800         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
801         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
802 }
803
804 /*
805  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
806  * Call me with the zone->lock already held.
807  */
808 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
809                                                 int migratetype)
810 {
811         struct page *page;
812
813         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
814
815         if (unlikely(!page))
816                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
817
818         return page;
819 }
820
821 /* 
822  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
823  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
824  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
825  */
826 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
827                         unsigned long count, struct list_head *list,
828                         int migratetype)
829 {
830         int i;
831         
832         spin_lock(&zone->lock);
833         for (i = 0; i < count; ++i) {
834                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
835                 if (unlikely(page == NULL))
836                         break;
837
838                 /*
839                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
840                  * in physical page order. The page is added to the callers and
841                  * list and the list head then moves forward. From the callers
842                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
843                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
844                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
845                  * properly.
846                  */
847                 list_add(&page->lru, list);
848                 set_page_private(page, migratetype);
849                 list = &page->lru;
850         }
851         spin_unlock(&zone->lock);
852         return i;
853 }
854
855 #ifdef CONFIG_NUMA
856 /*
857  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
858  * currently executing processor on remote nodes after they have
859  * expired.
860  *
861  * Note that this function must be called with the thread pinned to
862  * a single processor.
863  */
864 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
865 {
866         unsigned long flags;
867         int to_drain;
868
869         local_irq_save(flags);
870         if (pcp->count >= pcp->batch)
871                 to_drain = pcp->batch;
872         else
873                 to_drain = pcp->count;
874         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
875         pcp->count -= to_drain;
876         local_irq_restore(flags);
877 }
878 #endif
879
880 /*
881  * Drain pages of the indicated processor.
882  *
883  * The processor must either be the current processor and the
884  * thread pinned to the current processor or a processor that
885  * is not online.
886  */
887 static void drain_pages(unsigned int cpu)
888 {
889         unsigned long flags;
890         struct zone *zone;
891
892         for_each_zone(zone) {
893                 struct per_cpu_pageset *pset;
894                 struct per_cpu_pages *pcp;
895
896                 if (!populated_zone(zone))
897                         continue;
898
899                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
900
901                 pcp = &pset->pcp;
902                 local_irq_save(flags);
903                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
904                 pcp->count = 0;
905                 local_irq_restore(flags);
906         }
907 }
908
909 /*
910  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
911  */
912 void drain_local_pages(void *arg)
913 {
914         drain_pages(smp_processor_id());
915 }
916
917 /*
918  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
919  */
920 void drain_all_pages(void)
921 {
922         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
926
927 void mark_free_pages(struct zone *zone)
928 {
929         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
930         unsigned long flags;
931         int order, t;
932         struct list_head *curr;
933
934         if (!zone->spanned_pages)
935                 return;
936
937         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
938
939         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
940         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
941                 if (pfn_valid(pfn)) {
942                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
943
944                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
945                                 swsusp_unset_page_free(page);
946                 }
947
948         for_each_migratetype_order(order, t) {
949                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
950                         unsigned long i;
951
952                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
953                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
954                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
955                 }
956         }
957         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
958 }
959 #endif /* CONFIG_PM */
960
961 /*
962  * Free a 0-order page
963  */
964 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
965 {
966         struct zone *zone = page_zone(page);
967         struct per_cpu_pages *pcp;
968         unsigned long flags;
969
970         if (PageAnon(page))
971                 page->mapping = NULL;
972         if (free_pages_check(page))
973                 return;
974
975         if (!PageHighMem(page)) {
976                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
977                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
978         }
979         arch_free_page(page, 0);
980         kernel_map_pages(page, 1, 0);
981
982         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
983         local_irq_save(flags);
984         __count_vm_event(PGFREE);
985         if (cold)
986                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
987         else
988                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
989         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
990         pcp->count++;
991         if (pcp->count >= pcp->high) {
992                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
993                 pcp->count -= pcp->batch;
994         }
995         local_irq_restore(flags);
996         put_cpu();
997 }
998
999 void free_hot_page(struct page *page)
1000 {
1001         free_hot_cold_page(page, 0);
1002 }
1003         
1004 void free_cold_page(struct page *page)
1005 {
1006         free_hot_cold_page(page, 1);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1011  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1012  * Each sub-page must be freed individually.
1013  *
1014  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1015  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1016  */
1017 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1018 {
1019         int i;
1020
1021         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1022         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1023         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1024                 set_page_refcounted(page + i);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1029  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1030  * or two.
1031  */
1032 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1033                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1034 {
1035         unsigned long flags;
1036         struct page *page;
1037         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1038         int cpu;
1039         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1040
1041 again:
1042         cpu  = get_cpu();
1043         if (likely(order == 0)) {
1044                 struct per_cpu_pages *pcp;
1045
1046                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1047                 local_irq_save(flags);
1048                 if (!pcp->count) {
1049                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1050                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1051                         if (unlikely(!pcp->count))
1052                                 goto failed;
1053                 }
1054
1055                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1056                 if (cold) {
1057                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1058                                 if (page_private(page) == migratetype)
1059                                         break;
1060                 } else {
1061                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1062                                 if (page_private(page) == migratetype)
1063                                         break;
1064                 }
1065
1066                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1067                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1068                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1069                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1070                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1071                 }
1072
1073                 list_del(&page->lru);
1074                 pcp->count--;
1075         } else {
1076                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1077                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1078                 spin_unlock(&zone->lock);
1079                 if (!page)
1080                         goto failed;
1081         }
1082
1083         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1084         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1085         local_irq_restore(flags);
1086         put_cpu();
1087
1088         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1089         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1090                 goto again;
1091         return page;
1092
1093 failed:
1094         local_irq_restore(flags);
1095         put_cpu();
1096         return NULL;
1097 }
1098
1099 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1100 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1101 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1102 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1103 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1104 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1105 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1106
1107 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1108
1109 static struct fail_page_alloc_attr {
1110         struct fault_attr attr;
1111
1112         u32 ignore_gfp_highmem;
1113         u32 ignore_gfp_wait;
1114         u32 min_order;
1115
1116 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1117
1118         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1119         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1120         struct dentry *min_order_file;
1121
1122 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1123
1124 } fail_page_alloc = {
1125         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1126         .ignore_gfp_wait = 1,
1127         .ignore_gfp_highmem = 1,
1128         .min_order = 1,
1129 };
1130
1131 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1132 {
1133         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1134 }
1135 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1136
1137 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1138 {
1139         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1140                 return 0;
1141         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1142                 return 0;
1143         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1144                 return 0;
1145         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1146                 return 0;
1147
1148         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1149 }
1150
1151 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1152
1153 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1154 {
1155         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1156         struct dentry *dir;
1157         int err;
1158
1159         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1160                                        "fail_page_alloc");
1161         if (err)
1162                 return err;
1163         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1164
1165         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1166                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1167                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1168
1169         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1170                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1171                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1172         fail_page_alloc.min_order_file =
1173                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1174                                    &fail_page_alloc.min_order);
1175
1176         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1177             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1178             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1179                 err = -ENOMEM;
1180                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1181                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1182                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1183                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1184         }
1185
1186         return err;
1187 }
1188
1189 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1190
1191 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1192
1193 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1194
1195 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1196 {
1197         return 0;
1198 }
1199
1200 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1201
1202 /*
1203  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1204  * of the allocation.
1205  */
1206 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1207                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1208 {
1209         /* free_pages my go negative - that's OK */
1210         long min = mark;
1211         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1212         int o;
1213
1214         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1215                 min -= min / 2;
1216         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1217                 min -= min / 4;
1218
1219         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1220                 return 0;
1221         for (o = 0; o < order; o++) {
1222                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1223                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1224
1225                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1226                 min >>= 1;
1227
1228                 if (free_pages <= min)
1229                         return 0;
1230         }
1231         return 1;
1232 }
1233
1234 #ifdef CONFIG_NUMA
1235 /*
1236  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1237  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1238  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1239  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1240  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1241  *
1242  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1243  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1244  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1245  *
1246  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1247  * nothing and returns NULL.
1248  *
1249  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1250  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1251  *
1252  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1253  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1254  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1255  * quickly as we can.
1256  */
1257 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1258 {
1259         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1260         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1261
1262         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1263         if (!zlc)
1264                 return NULL;
1265
1266         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1267                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1268                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1269         }
1270
1271         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1272                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1273                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1274         return allowednodes;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1279  * if it is worth looking at further for free memory:
1280  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1281  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1282  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1283  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1284  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1285  * else return false (zero) if it is not.
1286  *
1287  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1288  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1289  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1290  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1291  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1292  * into the second scan of the zonelist.
1293  *
1294  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1295  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1296  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1297  * unturned looking for a free page.
1298  */
1299 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1300                                                 nodemask_t *allowednodes)
1301 {
1302         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1303         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1304         int n;                          /* node that zone *z is on */
1305
1306         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1307         if (!zlc)
1308                 return 1;
1309
1310         i = z - zonelist->_zonerefs;
1311         n = zlc->z_to_n[i];
1312
1313         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1314         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1319  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1320  * from that zone don't waste time re-examining it.
1321  */
1322 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1323 {
1324         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1325         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1326
1327         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1328         if (!zlc)
1329                 return;
1330
1331         i = z - zonelist->_zonerefs;
1332
1333         set_bit(i, zlc->fullzones);
1334 }
1335
1336 #else   /* CONFIG_NUMA */
1337
1338 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1339 {
1340         return NULL;
1341 }
1342
1343 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1344                                 nodemask_t *allowednodes)
1345 {
1346         return 1;
1347 }
1348
1349 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1350 {
1351 }
1352 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1353
1354 /*
1355  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1356  * a page.
1357  */
1358 static struct page *
1359 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1360                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1361 {
1362         struct zoneref *z;
1363         struct page *page = NULL;
1364         int classzone_idx;
1365         struct zone *zone, *preferred_zone;
1366         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1367         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1368         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1369
1370         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1371                                                         &preferred_zone);
1372         if (!preferred_zone)
1373                 return NULL;
1374
1375         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1376
1377 zonelist_scan:
1378         /*
1379          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1380          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1381          */
1382         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1383                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1384                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1385                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1386                                 continue;
1387                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1388                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1389                                 goto try_next_zone;
1390
1391                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1392                         unsigned long mark;
1393                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1394                                 mark = zone->pages_min;
1395                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1396                                 mark = zone->pages_low;
1397                         else
1398                                 mark = zone->pages_high;
1399                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1400                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1401                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1402                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1403                                         goto this_zone_full;
1404                         }
1405                 }
1406
1407                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1408                 if (page)
1409                         break;
1410 this_zone_full:
1411                 if (NUMA_BUILD)
1412                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1413 try_next_zone:
1414                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1415                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1416                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1417                         zlc_active = 1;
1418                         did_zlc_setup = 1;
1419                 }
1420         }
1421
1422         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1423                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1424                 zlc_active = 0;
1425                 goto zonelist_scan;
1426         }
1427         return page;
1428 }
1429
1430 /*
1431  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1432  */
1433 struct page *
1434 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1435                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1436 {
1437         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1438         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1439         struct zoneref *z;
1440         struct zone *zone;
1441         struct page *page;
1442         struct reclaim_state reclaim_state;
1443         struct task_struct *p = current;
1444         int do_retry;
1445         int alloc_flags;
1446         unsigned long did_some_progress;
1447         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1448
1449         might_sleep_if(wait);
1450
1451         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1452                 return NULL;
1453
1454 restart:
1455         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1456
1457         if (unlikely(!z->zone)) {
1458                 /*
1459                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1460                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1461                  */
1462                 return NULL;
1463         }
1464
1465         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1466                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1467         if (page)
1468                 goto got_pg;
1469
1470         /*
1471          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1472          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1473          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1474          * using a larger set of nodes after it has established that the
1475          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1476          * over allocated.
1477          */
1478         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1479                 goto nopage;
1480
1481         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1482                 wakeup_kswapd(zone, order);
1483
1484         /*
1485          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1486          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1487          * to how we want to proceed.
1488          *
1489          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1490          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1491          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1492          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1493          */
1494         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1495         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1496                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1497         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1498                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1499         if (wait)
1500                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1501
1502         /*
1503          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1504          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1505          *
1506          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1507          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1508          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1509          */
1510         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1511                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1512         if (page)
1513                 goto got_pg;
1514
1515         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1516
1517 rebalance:
1518         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1519                         && !in_interrupt()) {
1520                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1521 nofail_alloc:
1522                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1523                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1524                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1525                         if (page)
1526                                 goto got_pg;
1527                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1528                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1529                                 goto nofail_alloc;
1530                         }
1531                 }
1532                 goto nopage;
1533         }
1534
1535         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1536         if (!wait)
1537                 goto nopage;
1538
1539         cond_resched();
1540
1541         /* We now go into synchronous reclaim */
1542         cpuset_memory_pressure_bump();
1543         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1544         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1545         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1546
1547         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1548
1549         p->reclaim_state = NULL;
1550         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1551
1552         cond_resched();
1553
1554         if (order != 0)
1555                 drain_all_pages();
1556
1557         if (likely(did_some_progress)) {
1558                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1559                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1560                 if (page)
1561                         goto got_pg;
1562         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1563                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1564                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1565                         goto restart;
1566                 }
1567
1568                 /*
1569                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1570                  * very high watermark here, this is only to catch
1571                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1572                  * under heavy pressure.
1573                  */
1574                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1575                         order, zonelist, high_zoneidx,
1576                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1577                 if (page) {
1578                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1579                         goto got_pg;
1580                 }
1581
1582                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1583                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1584                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1585                         goto nopage;
1586                 }
1587
1588                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1589                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1590                 goto restart;
1591         }
1592
1593         /*
1594          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1595          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1596          *
1597          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1598          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1599          * implementations.
1600          *
1601          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1602          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1603          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1604          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1605          * allocation still fails, we stop retrying.
1606          */
1607         pages_reclaimed += did_some_progress;
1608         do_retry = 0;
1609         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1610                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1611                         do_retry = 1;
1612                 } else {
1613                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1614                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1615                                         do_retry = 1;
1616                 }
1617                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1618                         do_retry = 1;
1619         }
1620         if (do_retry) {
1621                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1622                 goto rebalance;
1623         }
1624
1625 nopage:
1626         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1627                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1628                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1629                         p->comm, order, gfp_mask);
1630                 dump_stack();
1631                 show_mem();
1632         }
1633 got_pg:
1634         return page;
1635 }
1636 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1637
1638 /*
1639  * Common helper functions.
1640  */
1641 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1642 {
1643         struct page * page;
1644         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1645         if (!page)
1646                 return 0;
1647         return (unsigned long) page_address(page);
1648 }
1649
1650 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1651
1652 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1653 {
1654         struct page * page;
1655
1656         /*
1657          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1658          * a highmem page
1659          */
1660         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1661
1662         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1663         if (page)
1664                 return (unsigned long) page_address(page);
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1669
1670 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1671 {
1672         int i = pagevec_count(pvec);
1673
1674         while (--i >= 0)
1675                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1676 }
1677
1678 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1679 {
1680         if (put_page_testzero(page)) {
1681                 if (order == 0)
1682                         free_hot_page(page);
1683                 else
1684                         __free_pages_ok(page, order);
1685         }
1686 }
1687
1688 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1689
1690 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1691 {
1692         if (addr != 0) {
1693                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1694                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1695         }
1696 }
1697
1698 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1699
1700 /**
1701  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1702  * @size: the number of bytes to allocate
1703  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1704  *
1705  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1706  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1707  * allocate memory in power-of-two pages.
1708  *
1709  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1710  *
1711  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1712  */
1713 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1714 {
1715         unsigned int order = get_order(size);
1716         unsigned long addr;
1717
1718         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1719         if (addr) {
1720                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1721                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1722
1723                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1724                 while (used < alloc_end) {
1725                         free_page(used);
1726                         used += PAGE_SIZE;
1727                 }
1728         }
1729
1730         return (void *)addr;
1731 }
1732 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1733
1734 /**
1735  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1736  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1737  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1738  *
1739  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1740  */
1741 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1742 {
1743         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1744         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1745
1746         while (addr < end) {
1747                 free_page(addr);
1748                 addr += PAGE_SIZE;
1749         }
1750 }
1751 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1752
1753 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1754 {
1755         struct zoneref *z;
1756         struct zone *zone;
1757
1758         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1759         unsigned int sum = 0;
1760
1761         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1762
1763         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1764                 unsigned long size = zone->present_pages;
1765                 unsigned long high = zone->pages_high;
1766                 if (size > high)
1767                         sum += size - high;
1768         }
1769
1770         return sum;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1775  */
1776 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1777 {
1778         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1781
1782 /*
1783  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1784  */
1785 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1786 {
1787         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1788 }
1789
1790 static inline void show_node(struct zone *zone)
1791 {
1792         if (NUMA_BUILD)
1793                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1794 }
1795
1796 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1797 {
1798         val->totalram = totalram_pages;
1799         val->sharedram = 0;
1800         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1801         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1802         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1803         val->freehigh = nr_free_highpages();
1804         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1805 }
1806
1807 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1808
1809 #ifdef CONFIG_NUMA
1810 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1811 {
1812         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1813
1814         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1815         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1816 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1817         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1818         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1819                         NR_FREE_PAGES);
1820 #else
1821         val->totalhigh = 0;
1822         val->freehigh = 0;
1823 #endif
1824         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1825 }
1826 #endif
1827
1828 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1829
1830 /*
1831  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1832  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1833  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1834  */
1835 void show_free_areas(void)
1836 {
1837         int cpu;
1838         struct zone *zone;
1839
1840         for_each_zone(zone) {
1841                 if (!populated_zone(zone))
1842                         continue;
1843
1844                 show_node(zone);
1845                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1846
1847                 for_each_online_cpu(cpu) {
1848                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1849
1850                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1851
1852                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1853                                cpu, pageset->pcp.high,
1854                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1855                 }
1856         }
1857
1858         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1859                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1860                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1861                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1862                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1863                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1864                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1865                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1866                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1867                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1868                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1869                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1870                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1871
1872         for_each_zone(zone) {
1873                 int i;
1874
1875                 if (!populated_zone(zone))
1876                         continue;
1877
1878                 show_node(zone);
1879                 printk("%s"
1880                         " free:%lukB"
1881                         " min:%lukB"
1882                         " low:%lukB"
1883                         " high:%lukB"
1884                         " active:%lukB"
1885                         " inactive:%lukB"
1886                         " present:%lukB"
1887                         " pages_scanned:%lu"
1888                         " all_unreclaimable? %s"
1889                         "\n",
1890                         zone->name,
1891                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1892                         K(zone->pages_min),
1893                         K(zone->pages_low),
1894                         K(zone->pages_high),
1895                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1896                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1897                         K(zone->present_pages),
1898                         zone->pages_scanned,
1899                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1900                         );
1901                 printk("lowmem_reserve[]:");
1902                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1903                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1904                 printk("\n");
1905         }
1906
1907         for_each_zone(zone) {
1908                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1909
1910                 if (!populated_zone(zone))
1911                         continue;
1912
1913                 show_node(zone);
1914                 printk("%s: ", zone->name);
1915
1916                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1917                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1918                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1919                         total += nr[order] << order;
1920                 }
1921                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1922                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1923                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1924                 printk("= %lukB\n", K(total));
1925         }
1926
1927         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1928
1929         show_swap_cache_info();
1930 }
1931
1932 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1933 {
1934         zoneref->zone = zone;
1935         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Builds allocation fallback zone lists.
1940  *
1941  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1942  */
1943 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1944                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1945 {
1946         struct zone *zone;
1947
1948         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1949         zone_type++;
1950
1951         do {
1952                 zone_type--;
1953                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1954                 if (populated_zone(zone)) {
1955                         zoneref_set_zone(zone,
1956                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1957                         check_highest_zone(zone_type);
1958                 }
1959
1960         } while (zone_type);
1961         return nr_zones;
1962 }
1963
1964
1965 /*
1966  *  zonelist_order:
1967  *  0 = automatic detection of better ordering.
1968  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1969  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1970  *
1971  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1972  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1973  */
1974 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1975 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1976 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1977
1978 /* zonelist order in the kernel.
1979  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1980  */
1981 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1982 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1983
1984
1985 #ifdef CONFIG_NUMA
1986 /* The value user specified ....changed by config */
1987 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1988 /* string for sysctl */
1989 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1990 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1991
1992 /*
1993  * interface for configure zonelist ordering.
1994  * command line option "numa_zonelist_order"
1995  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1996  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1997  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1998  */
1999
2000 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2001 {
2002         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2003                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2004         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2005                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2006         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2007                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2008         } else {
2009                 printk(KERN_WARNING
2010                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2011                         "%s\n", s);
2012                 return -EINVAL;
2013         }
2014         return 0;
2015 }
2016
2017 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2018 {
2019         if (s)
2020                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2021         return 0;
2022 }
2023 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2024
2025 /*
2026  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2027  */
2028 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2029                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2030                 loff_t *ppos)
2031 {
2032         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2033         int ret;
2034
2035         if (write)
2036                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2037                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2038         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2039         if (ret)
2040                 return ret;
2041         if (write) {
2042                 int oldval = user_zonelist_order;
2043                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2044                         /*
2045                          * bogus value.  restore saved string
2046                          */
2047                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2048                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2049                         user_zonelist_order = oldval;
2050                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2051                         build_all_zonelists();
2052         }
2053         return 0;
2054 }
2055
2056
2057 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2058 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2059
2060 /**
2061  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2062  * @node: node whose fallback list we're appending
2063  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2064  *
2065  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2066  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2067  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2068  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2069  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2070  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2071  * on them otherwise.
2072  * It returns -1 if no node is found.
2073  */
2074 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2075 {
2076         int n, val;
2077         int min_val = INT_MAX;
2078         int best_node = -1;
2079         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2080
2081         /* Use the local node if we haven't already */
2082         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2083                 node_set(node, *used_node_mask);
2084                 return node;
2085         }
2086
2087         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2088
2089                 /* Don't want a node to appear more than once */
2090                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2091                         continue;
2092
2093                 /* Use the distance array to find the distance */
2094                 val = node_distance(node, n);
2095
2096                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2097                 val += (n < node);
2098
2099                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2100                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2101                 if (!cpus_empty(*tmp))
2102                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2103
2104                 /* Slight preference for less loaded node */
2105                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2106                 val += node_load[n];
2107
2108                 if (val < min_val) {
2109                         min_val = val;
2110                         best_node = n;
2111                 }
2112         }
2113
2114         if (best_node >= 0)
2115                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2116
2117         return best_node;
2118 }
2119
2120
2121 /*
2122  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2123  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2124  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2125  */
2126 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2127 {
2128         int j;
2129         struct zonelist *zonelist;
2130
2131         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2132         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2133                 ;
2134         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2135                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2136         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2137         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2138 }
2139
2140 /*
2141  * Build gfp_thisnode zonelists
2142  */
2143 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2144 {
2145         int j;
2146         struct zonelist *zonelist;
2147
2148         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2149         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2150         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2151         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2152 }
2153
2154 /*
2155  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2156  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2157  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2158  * may still exist in local DMA zone.
2159  */
2160 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2161
2162 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2163 {
2164         int pos, j, node;
2165         int zone_type;          /* needs to be signed */
2166         struct zone *z;
2167         struct zonelist *zonelist;
2168
2169         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2170         pos = 0;
2171         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2172                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2173                         node = node_order[j];
2174                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2175                         if (populated_zone(z)) {
2176                                 zoneref_set_zone(z,
2177                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2178                                 check_highest_zone(zone_type);
2179                         }
2180                 }
2181         }
2182         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2183         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2184 }
2185
2186 static int default_zonelist_order(void)
2187 {
2188         int nid, zone_type;
2189         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2190         struct zone *z;
2191         int average_size;
2192         /*
2193          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2194          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2195          * into OOM very easily.
2196          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2197          */
2198         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2199         low_kmem_size = 0;
2200         total_size = 0;
2201         for_each_online_node(nid) {
2202                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2203                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2204                         if (populated_zone(z)) {
2205                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2206                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2207                                 total_size += z->present_pages;
2208                         }
2209                 }
2210         }
2211         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2212             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2213                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2214         /*
2215          * look into each node's config.
2216          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2217          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2218          */
2219         average_size = total_size /
2220                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2221         for_each_online_node(nid) {
2222                 low_kmem_size = 0;
2223                 total_size = 0;
2224                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2225                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2226                         if (populated_zone(z)) {
2227                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2228                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2229                                 total_size += z->present_pages;
2230                         }
2231                 }
2232                 if (low_kmem_size &&
2233                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2234                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2235                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2236         }
2237         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2238 }
2239
2240 static void set_zonelist_order(void)
2241 {
2242         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2243                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2244         else
2245                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2246 }
2247
2248 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2249 {
2250         int j, node, load;
2251         enum zone_type i;
2252         nodemask_t used_mask;
2253         int local_node, prev_node;
2254         struct zonelist *zonelist;
2255         int order = current_zonelist_order;
2256
2257         /* initialize zonelists */
2258         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2259                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2260                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2261                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2262         }
2263
2264         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2265         local_node = pgdat->node_id;
2266         load = num_online_nodes();
2267         prev_node = local_node;
2268         nodes_clear(used_mask);
2269
2270         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2271         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2272         j = 0;
2273
2274         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2275                 int distance = node_distance(local_node, node);
2276
2277                 /*
2278                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2279                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2280                  */
2281                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2282                         zone_reclaim_mode = 1;
2283
2284                 /*
2285                  * We don't want to pressure a particular node.
2286                  * So adding penalty to the first node in same
2287                  * distance group to make it round-robin.
2288                  */
2289                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2290                         node_load[node] = load;
2291
2292                 prev_node = node;
2293                 load--;
2294                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2295                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2296                 else
2297                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2298         }
2299
2300         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2301                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2302                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2303         }
2304
2305         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2306 }
2307
2308 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2309 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2310 {
2311         struct zonelist *zonelist;
2312         struct zonelist_cache *zlc;
2313         struct zoneref *z;
2314
2315         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2316         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2317         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2318         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2319                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2320 }
2321
2322
2323 #else   /* CONFIG_NUMA */
2324
2325 static void set_zonelist_order(void)
2326 {
2327         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2328 }
2329
2330 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2331 {
2332         int node, local_node;
2333         enum zone_type j;
2334         struct zonelist *zonelist;
2335
2336         local_node = pgdat->node_id;
2337
2338         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2339         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2340
2341         /*
2342          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2343          * of all the other nodes.
2344          * We don't want to pressure a particular node, so when
2345          * building the zones for node N, we make sure that the
2346          * zones coming right after the local ones are those from
2347          * node N+1 (modulo N)
2348          */
2349         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2350                 if (!node_online(node))
2351                         continue;
2352                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2353                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2354         }
2355         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2356                 if (!node_online(node))
2357                         continue;
2358                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2359                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2360         }
2361
2362         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2363         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2364 }
2365
2366 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2367 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2368 {
2369         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2370 }
2371
2372 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2373
2374 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2375 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2376 {
2377         int nid;
2378
2379         for_each_online_node(nid) {
2380                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2381
2382                 build_zonelists(pgdat);
2383                 build_zonelist_cache(pgdat);
2384         }
2385         return 0;
2386 }
2387
2388 void build_all_zonelists(void)
2389 {
2390         set_zonelist_order();
2391
2392         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2393                 __build_all_zonelists(NULL);
2394                 mminit_verify_zonelist();
2395                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2396         } else {
2397                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2398                    of zonelist */
2399                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2400                 /* cpuset refresh routine should be here */
2401         }
2402         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2403         /*
2404          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2405          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2406          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2407          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2408          * disabled and enable it later
2409          */
2410         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2411                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2412         else
2413                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2414
2415         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2416                 "Total pages: %ld\n",
2417                         num_online_nodes(),
2418                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2419                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2420                         vm_total_pages);
2421 #ifdef CONFIG_NUMA
2422         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2423 #endif
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2428  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2429  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2430  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2431  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2432  * conservative, even though it seems large.
2433  *
2434  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2435  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2436  */
2437 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2438
2439 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2440 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2441 {
2442         unsigned long size = 1;
2443
2444         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2445
2446         while (size < pages)
2447                 size <<= 1;
2448
2449         /*
2450          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2451          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2452          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2453          */
2454         size = min(size, 4096UL);
2455
2456         return max(size, 4UL);
2457 }
2458 #else
2459 /*
2460  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2461  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2462  *
2463  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2464  *
2465  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2466  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2467  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2468  *
2469  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2470  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2471  *
2472  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2473  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2474  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2475  */
2476 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2477 {
2478         return 4096UL;
2479 }
2480 #endif
2481
2482 /*
2483  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2484  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2485  * hash function before the remainder is taken.
2486  */
2487 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2488 {
2489         return ffz(~size);
2490 }
2491
2492 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2493
2494 /*
2495  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2496  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2497  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2498  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2499  * blocks as reclaim kicks in
2500  */
2501 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2502 {
2503         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2504         struct page *page;
2505         unsigned long reserve, block_migratetype;
2506
2507         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2508         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2509         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2510         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2511                                                         pageblock_order;
2512
2513         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2514                 if (!pfn_valid(pfn))
2515                         continue;
2516                 page = pfn_to_page(pfn);
2517
2518                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2519                 if (PageReserved(page))
2520                         continue;
2521
2522                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2523
2524                 /* If this block is reserved, account for it */
2525                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2526                         reserve--;
2527                         continue;
2528                 }
2529
2530                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2531                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2532                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2533                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2534                         reserve--;
2535                         continue;
2536                 }
2537
2538                 /*
2539                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2540                  * take it back
2541                  */
2542                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2543                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2544                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2545                 }
2546         }
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2551  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2552  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2553  */
2554 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2555                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2556 {
2557         struct page *page;
2558         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2559         unsigned long pfn;
2560         struct zone *z;
2561
2562         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2563         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2564                 /*
2565                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2566                  * handed to this function.  They do not
2567                  * exist on hotplugged memory.
2568                  */
2569                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2570                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2571                                 continue;
2572                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2573                                 continue;
2574                 }
2575                 page = pfn_to_page(pfn);
2576                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2577                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2578                 init_page_count(page);
2579                 reset_page_mapcount(page);
2580                 SetPageReserved(page);
2581                 /*
2582                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2583                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2584                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2585                  * the address space during boot when many long-lived
2586                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2587                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2588                  * setup_zone_migrate_reserve()
2589                  *
2590                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2591                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2592                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2593                  * pfn out of zone.
2594                  */
2595                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2596                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2597                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2598                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2599
2600                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2601 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2602                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2603                 if (!is_highmem_idx(zone))
2604                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2605 #endif
2606         }
2607 }
2608
2609 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2610 {
2611         int order, t;
2612         for_each_migratetype_order(order, t) {
2613                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2614                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2615         }
2616 }
2617
2618 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2619 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2620         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2621 #endif
2622
2623 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2624 {
2625         int batch;
2626
2627         /*
2628          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2629          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2630          *
2631          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2632          */
2633         batch = zone->present_pages / 1024;
2634         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2635                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2636         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2637         if (batch < 1)
2638                 batch = 1;
2639
2640         /*
2641          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2642          * of 2 value was found to be more likely to have
2643          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2644          *
2645          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2646          * batches of pages, one task can end up with a lot
2647          * of pages of one half of the possible page colors
2648          * and the other with pages of the other colors.
2649          */
2650         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2651
2652         return batch;
2653 }
2654
2655 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2656 {
2657         struct per_cpu_pages *pcp;
2658
2659         memset(p, 0, sizeof(*p));
2660
2661         pcp = &p->pcp;
2662         pcp->count = 0;
2663         pcp->high = 6 * batch;
2664         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2665         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2666 }
2667
2668 /*
2669  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2670  * to the value high for the pageset p.
2671  */
2672
2673 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2674                                 unsigned long high)
2675 {
2676         struct per_cpu_pages *pcp;
2677
2678         pcp = &p->pcp;
2679         pcp->high = high;
2680         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2681         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2682                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2683 }
2684
2685
2686 #ifdef CONFIG_NUMA
2687 /*
2688  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2689  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2690  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2691  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2692  * with interrupts disabled.
2693  *
2694  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2695  *
2696  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2697  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2698  * hotplugged processors.
2699  *
2700  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2701  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2702  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2703  */
2704 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2705
2706 /*
2707  * Dynamically allocate memory for the
2708  * per cpu pageset array in struct zone.
2709  */
2710 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2711 {
2712         struct zone *zone, *dzone;
2713         int node = cpu_to_node(cpu);
2714
2715         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2716
2717         for_each_zone(zone) {
2718
2719                 if (!populated_zone(zone))
2720                         continue;
2721
2722                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2723                                          GFP_KERNEL, node);
2724                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2725                         goto bad;
2726
2727                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2728
2729                 if (percpu_pagelist_fraction)
2730                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2731                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2732         }
2733
2734         return 0;
2735 bad:
2736         for_each_zone(dzone) {
2737                 if (!populated_zone(dzone))
2738                         continue;
2739                 if (dzone == zone)
2740                         break;
2741                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2742                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2743         }
2744         return -ENOMEM;
2745 }
2746
2747 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2748 {
2749         struct zone *zone;
2750
2751         for_each_zone(zone) {
2752                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2753
2754                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2755                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2756                         kfree(pset);
2757                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2758         }
2759 }
2760
2761 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2762                 unsigned long action,
2763                 void *hcpu)
2764 {
2765         int cpu = (long)hcpu;
2766         int ret = NOTIFY_OK;
2767
2768         switch (action) {
2769         case CPU_UP_PREPARE:
2770         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2771                 if (process_zones(cpu))
2772                         ret = NOTIFY_BAD;
2773                 break;
2774         case CPU_UP_CANCELED:
2775         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2776         case CPU_DEAD:
2777         case CPU_DEAD_FROZEN:
2778                 free_zone_pagesets(cpu);
2779                 break;
2780         default:
2781                 break;
2782         }
2783         return ret;
2784 }
2785
2786 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2787         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2788
2789 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2790 {
2791         int err;
2792
2793         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2794          * A cpuup callback will do this for every cpu
2795          * as it comes online
2796          */
2797         err = process_zones(smp_processor_id());
2798         BUG_ON(err);
2799         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2800 }
2801
2802 #endif
2803
2804 static noinline __init_refok
2805 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2806 {
2807         int i;
2808         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2809         size_t alloc_size;
2810
2811         /*
2812          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2813          * per zone.
2814          */
2815         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2816                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2817         zone->wait_table_bits =
2818                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2819         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2820                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2821
2822         if (!slab_is_available()) {
2823                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2824                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2825         } else {
2826                 /*
2827                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2828                  * via memory hot-add.
2829                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2830                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2831                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2832                  * node itself as well.
2833                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2834                  * necessary.
2835                  */
2836                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2837         }
2838         if (!zone->wait_table)
2839                 return -ENOMEM;
2840
2841         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2842                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2843
2844         return 0;
2845 }
2846
2847 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2848 {
2849         int cpu;
2850         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2851
2852         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2853 #ifdef CONFIG_NUMA
2854                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2855                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2856                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2857 #else
2858                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2859 #endif
2860         }
2861         if (zone->present_pages)
2862                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2863                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2864 }
2865
2866 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2867                                         unsigned long zone_start_pfn,
2868                                         unsigned long size,
2869                                         enum memmap_context context)
2870 {
2871         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2872         int ret;
2873         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2874         if (ret)
2875                 return ret;
2876         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2877
2878         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2879
2880         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2881                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2882                         pgdat->node_id,
2883                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2884                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2885
2886         zone_init_free_lists(zone);
2887
2888         return 0;
2889 }
2890
2891 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2892 /*
2893  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2894  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2895  */
2896 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2897 {
2898         int i;
2899
2900         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2901                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2902                         return i;
2903
2904         return -1;
2905 }
2906
2907 /*
2908  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2909  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2910  */
2911 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2912 {
2913         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2914                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2915                         return index;
2916
2917         return -1;
2918 }
2919
2920 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2921 /*
2922  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2923  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2924  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2925  * alternative
2926  */
2927 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2928 {
2929         int i;
2930
2931         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2932                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2933                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2934
2935                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2936                         return early_node_map[i].nid;
2937         }
2938
2939         return 0;
2940 }
2941 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2942
2943 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2944 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2945         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2946                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2947
2948 /**
2949  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2950  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2951  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2952  *
2953  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2954  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2955  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2956  */
2957 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2958                                                 unsigned long max_low_pfn)
2959 {
2960         int i;
2961
2962         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2963                 unsigned long size_pages = 0;
2964                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2965
2966                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2967                         continue;
2968
2969                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2970                         end_pfn = max_low_pfn;
2971
2972                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2973                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2974                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2975                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2976         }
2977 }
2978
2979 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
2980 {
2981         int i;
2982         int ret;
2983
2984         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2985                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
2986                               early_node_map[i].end_pfn, data);
2987                 if (ret)
2988                         break;
2989         }
2990 }
2991 /**
2992  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2993  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2994  *
2995  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2996  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2997  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2998  */
2999 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3000 {
3001         int i;
3002
3003         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3004                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3005                                 early_node_map[i].start_pfn,
3006                                 early_node_map[i].end_pfn);
3007 }
3008
3009 /**
3010  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3011  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3012  * @start_pfn: The start pfn of the node
3013  * @end_pfn: The end pfn of the node
3014  *
3015  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3016  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3017  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3018  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3019  * be used later.
3020  */
3021 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3022 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3023                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3024 {
3025         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3026                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3027                         nid, start_pfn, end_pfn);
3028
3029         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3030         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3031                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3032
3033         /* Update the boundaries */
3034         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3035                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3036         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3037                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3038 }
3039
3040 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3041 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3042                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3043 {
3044         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3045                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3046                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3047
3048         /* Return if boundary information has not been provided */
3049         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3050                 return;
3051
3052         /* Check the boundaries and update if necessary */
3053         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3054                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3055         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3056                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3057 }
3058 #else
3059 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3060                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3061
3062 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3063                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3064 #endif
3065
3066
3067 /**
3068  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3069  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3070  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3071  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3072  *
3073  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3074  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3075  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3076  * PFNs will be 0.
3077  */
3078 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3079                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3080 {
3081         int i;
3082         *start_pfn = -1UL;
3083         *end_pfn = 0;
3084
3085         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3086                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3087                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3088         }
3089
3090         if (*start_pfn == -1UL)
3091                 *start_pfn = 0;
3092
3093         /* Push the node boundaries out if requested */
3094         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3095 }
3096
3097 /*
3098  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3099  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3100  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3101  */
3102 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3103 {
3104         int zone_index;
3105         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3106                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3107                         continue;
3108
3109                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3110                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3111                         break;
3112         }
3113
3114         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3115         movable_zone = zone_index;
3116 }
3117
3118 /*
3119  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3120  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3121  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3122  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3123  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3124  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3125  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3126  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3127  */
3128 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3129                                         unsigned long zone_type,
3130                                         unsigned long node_start_pfn,
3131                                         unsigned long node_end_pfn,
3132                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3133                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3134 {
3135         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3136         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3137                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3138                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3139                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3140                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3141                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3142
3143                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3144                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3145                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3146                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3147
3148                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3149                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3150                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3151         }
3152 }
3153
3154 /*
3155  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3156  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3157  */
3158 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3159                                         unsigned long zone_type,
3160                                         unsigned long *ignored)
3161 {
3162         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3163         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3164
3165         /* Get the start and end of the node and zone */
3166         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3167         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3168         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3169         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3170                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3171                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3172
3173         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3174         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3175                 return 0;
3176
3177         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3178         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3179         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3180
3181         /* Return the spanned pages */
3182         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3183 }
3184
3185 /*
3186  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3187  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3188  */
3189 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3190                                 unsigned long range_start_pfn,
3191                                 unsigned long range_end_pfn)
3192 {
3193         int i = 0;
3194         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3195         unsigned long start_pfn;
3196
3197         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3198         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3199         if (i == -1)
3200                 return 0;
3201
3202         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3203
3204         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3205         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3206                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3207
3208         /* Find all holes for the zone within the node */
3209         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3210
3211                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3212                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3213                         break;
3214
3215                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3216                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3217                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3218
3219                 /* Update the hole size cound and move on */
3220                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3221                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3222                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3223                 }
3224                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3225         }
3226
3227         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3228         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3229                 hole_pages += range_end_pfn -
3230                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3231
3232         return hole_pages;
3233 }
3234
3235 /**
3236  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3237  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3238  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3239  *
3240  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3241  */
3242 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3243                                                         unsigned long end_pfn)
3244 {
3245         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3246 }
3247
3248 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3249 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3250                                         unsigned long zone_type,
3251                                         unsigned long *ignored)
3252 {
3253         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3254         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3255
3256         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3257         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3258                                                         node_start_pfn);
3259         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3260                                                         node_end_pfn);
3261
3262         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3263                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3264                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3265         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3266 }
3267
3268 #else
3269 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3270                                         unsigned long zone_type,
3271                                         unsigned long *zones_size)
3272 {
3273         return zones_size[zone_type];
3274 }
3275
3276 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3277                                                 unsigned long zone_type,
3278                                                 unsigned long *zholes_size)
3279 {
3280         if (!zholes_size)
3281                 return 0;
3282
3283         return zholes_size[zone_type];
3284 }
3285
3286 #endif
3287
3288 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3289                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3290 {
3291         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3292         enum zone_type i;
3293
3294         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3295                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3296                                                                 zones_size);
3297         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3298
3299         realtotalpages = totalpages;
3300         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3301                 realtotalpages -=
3302                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3303                                                                 zholes_size);
3304         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3305         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3306                                                         realtotalpages);
3307 }
3308
3309 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3310 /*
3311  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3312  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3313  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3314  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3315  * bytes.
3316  */
3317 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3318 {
3319         unsigned long usemapsize;
3320
3321         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3322         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3323         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3324         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3325
3326         return usemapsize / 8;
3327 }
3328
3329 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3330                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3331 {
3332         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3333         zone->pageblock_flags = NULL;
3334         if (usemapsize) {
3335                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3336                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3337         }
3338 }
3339 #else
3340 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3341                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3342 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3343
3344 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3345
3346 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3347 static inline int pageblock_default_order(void)
3348 {
3349         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3350                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3351
3352         return MAX_ORDER-1;
3353 }
3354
3355 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3356 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3357 {
3358         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3359         if (pageblock_order)
3360                 return;
3361
3362         /*
3363          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3364          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3365          */
3366         pageblock_order = order;
3367 }
3368 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3369
3370 /*
3371  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3372  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3373  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3374  * pageblock_order based on the kernel config
3375  */
3376 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3377 {
3378         return MAX_ORDER-1;
3379 }
3380 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3381
3382 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3383
3384 /*
3385  * Set up the zone data structures:
3386  *   - mark all pages reserved
3387  *   - mark all memory queues empty
3388  *   - clear the memory bitmaps
3389  */
3390 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3391                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3392 {
3393         enum zone_type j;
3394         int nid = pgdat->node_id;
3395         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3396         int ret;
3397
3398         pgdat_resize_init(pgdat);
3399         pgdat->nr_zones = 0;
3400         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3401         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3402         
3403         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3404                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3405                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3406
3407                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3408                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3409                                                                 zholes_size);
3410
3411                 /*
3412                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3413                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3414                  * and per-cpu initialisations
3415                  */
3416                 memmap_pages =
3417                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3418                 if (realsize >= memmap_pages) {
3419                         realsize -= memmap_pages;
3420                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3421                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3422                                 zone_names[j], memmap_pages);
3423                 } else
3424                         printk(KERN_WARNING
3425                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3426                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3427
3428                 /* Account for reserved pages */
3429                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3430                         realsize -= dma_reserve;
3431                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3432                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3433                                         zone_names[0], dma_reserve);
3434                 }
3435
3436                 if (!is_highmem_idx(j))
3437                         nr_kernel_pages += realsize;
3438                 nr_all_pages += realsize;
3439
3440                 zone->spanned_pages = size;
3441                 zone->present_pages = realsize;
3442 #ifdef CONFIG_NUMA
3443                 zone->node = nid;
3444                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3445                                                 / 100;
3446                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3447 #endif
3448                 zone->name = zone_names[j];
3449                 spin_lock_init(&zone->lock);
3450                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3451                 zone_seqlock_init(zone);
3452                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3453
3454                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3455
3456                 zone_pcp_init(zone);
3457                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3458                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3459                 zone->nr_scan_active = 0;
3460                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3461                 zap_zone_vm_stats(zone);
3462                 zone->flags = 0;
3463                 if (!size)
3464                         continue;
3465
3466                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3467                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3468                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3469                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3470                 BUG_ON(ret);
3471                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3472                 zone_start_pfn += size;
3473         }
3474 }
3475
3476 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3477 {
3478         /* Skip empty nodes */
3479         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3480                 return;
3481
3482 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3483         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3484         if (!pgdat->node_mem_map) {
3485                 unsigned long size, start, end;
3486                 struct page *map;
3487
3488                 /*
3489                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3490                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3491                  * for the buddy allocator to function correctly.
3492                  */
3493                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3494                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3495                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3496                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3497                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3498                 if (!map)
3499                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3500                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3501         }
3502 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3503         /*
3504          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3505          */
3506         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3507                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3508 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3509                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3510                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3511 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3512         }
3513 #endif
3514 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3515 }
3516
3517 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3518                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3519 {
3520         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3521
3522         pgdat->node_id = nid;
3523         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3524         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3525
3526         alloc_node_mem_map(pgdat);
3527 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3528         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3529                 nid, (unsigned long)pgdat,
3530                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3531 #endif
3532
3533         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3534 }
3535
3536 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3537
3538 #if MAX_NUMNODES > 1
3539 /*
3540  * Figure out the number of possible node ids.
3541  */
3542 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3543 {
3544         unsigned int node;
3545         unsigned int highest = 0;
3546
3547         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3548                 highest = node;
3549         nr_node_ids = highest + 1;
3550 }
3551 #else
3552 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3553 {
3554 }
3555 #endif
3556
3557 /**
3558  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3559  * @nid: The node ID the range resides on
3560  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3561  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3562  *
3563  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3564  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3565  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3566  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3567  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3568  */
3569 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3570                                                 unsigned long end_pfn)
3571 {
3572         int i;
3573
3574         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3575                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3576                         "%d entries of %d used\n",
3577                         nid, start_pfn, end_pfn,
3578                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3579
3580         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3581
3582         /* Merge with existing active regions if possible */
3583         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3584                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3585                         continue;
3586
3587                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3588                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3589                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3590                         return;
3591
3592                 /* Merge forward if suitable */
3593                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3594                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3595                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3596                         return;
3597                 }
3598
3599                 /* Merge backward if suitable */
3600                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3601                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3602                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3603                         return;
3604                 }
3605         }
3606
3607         /* Check that early_node_map is large enough */
3608         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3609                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3610                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3611                 return;
3612         }
3613
3614         early_node_map[i].nid = nid;
3615         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3616         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3617         nr_nodemap_entries = i + 1;
3618 }
3619
3620 /**
3621  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3622  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3623  * @start_pfn: The new PFN of the range
3624  * @end_pfn: The new PFN of the range
3625  *
3626  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3627  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3628  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3629  * range.
3630  */
3631 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3632                                 unsigned long end_pfn)
3633 {
3634         int i, j;
3635         int removed = 0;
3636
3637         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3638                           nid, start_pfn, end_pfn);
3639
3640         /* Find the old active region end and shrink */
3641         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3642                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3643                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3644                         /* clear it */
3645                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3646                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3647                         removed = 1;
3648                         continue;
3649                 }
3650                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3651                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3652                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3653                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3654                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3655                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3656                         continue;
3657                 }
3658                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3659                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3660                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3661                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3662                         continue;
3663                 }
3664         }
3665
3666         if (!removed)
3667                 return;
3668
3669         /* remove the blank ones */
3670         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3671                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3672                         continue;
3673                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3674                         continue;
3675                 /* we found it, get rid of it */
3676                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3677                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3678                                 sizeof(early_node_map[j]));
3679                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3680                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3681                 nr_nodemap_entries--;
3682         }
3683 }
3684
3685 /**
3686  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3687  *
3688  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3689  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3690  * all currently registered regions.
3691  */
3692 void __init remove_all_active_ranges(void)
3693 {
3694         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3695         nr_nodemap_entries = 0;
3696 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3697         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3698         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3699 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3700 }
3701
3702 /* Compare two active node_active_regions */
3703 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3704 {
3705         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3706         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3707
3708         /* Done this way to avoid overflows */
3709         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3710                 return 1;
3711         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3712                 return -1;
3713
3714         return 0;
3715 }
3716
3717 /* sort the node_map by start_pfn */
3718 static void __init sort_node_map(void)
3719 {
3720         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3721                         sizeof(struct node_active_region),
3722                         cmp_node_active_region, NULL);
3723 }
3724
3725 /* Find the lowest pfn for a node */
3726 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3727 {
3728         int i;
3729         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3730
3731         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3732         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3733                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3734
3735         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3736                 printk(KERN_WARNING
3737                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3738                 return 0;
3739         }
3740
3741         return min_pfn;
3742 }
3743
3744 /**
3745  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3746  *
3747  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3748  * add_active_range().
3749  */
3750 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3751 {
3752         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3753 }
3754
3755 /**
3756  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3757  *
3758  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3759  * add_active_range().
3760  */
3761 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3762 {
3763         int i;
3764         unsigned long max_pfn = 0;
3765
3766         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3767                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3768
3769         return max_pfn;
3770 }
3771
3772 /*
3773  * early_calculate_totalpages()
3774  * Sum pages in active regions for movable zone.
3775  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3776  */
3777 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3778 {
3779         int i;
3780         unsigned long totalpages = 0;
3781
3782         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3783                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3784                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3785                 totalpages += pages;
3786                 if (pages)
3787                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3788         }
3789         return totalpages;
3790 }
3791
3792 /*
3793  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3794  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3795  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3796  * others
3797  */
3798 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3799 {
3800         int i, nid;
3801         unsigned long usable_startpfn;
3802         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3803         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3804         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3805
3806         /*
3807          * If movablecore was specified, calculate what size of
3808          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3809          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3810          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3811          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3812          * what movablecore would have allowed.
3813          */
3814         if (required_movablecore) {
3815                 unsigned long corepages;
3816
3817                 /*
3818                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3819                  * was requested by the user
3820                  */
3821                 required_movablecore =
3822                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3823                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3824
3825                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3826         }
3827
3828         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3829         if (!required_kernelcore)
3830                 return;
3831
3832         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3833         find_usable_zone_for_movable();
3834         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3835
3836 restart:
3837         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3838         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3839         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3840                 /*
3841                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3842                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3843                  * amount of memory for the kernel
3844                  */
3845                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3846                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3847
3848                 /*
3849                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3850                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3851                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3852                  */
3853                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3854
3855                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3856                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3857                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3858                         unsigned long size_pages;
3859
3860                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3861                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3862                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3863                         if (start_pfn >= end_pfn)
3864                                 continue;
3865
3866                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3867                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3868                                 unsigned long kernel_pages;
3869                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3870                                                                 - start_pfn;
3871
3872                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3873                                                         kernelcore_remaining);
3874                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3875                                                         required_kernelcore);
3876
3877                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3878                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3879
3880                                         /*
3881                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3882                                          * that if we have to rebalance
3883                                          * kernelcore across nodes, we will
3884                                          * not double account here
3885                                          */
3886                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3887                                         continue;
3888                                 }
3889                                 start_pfn = usable_startpfn;
3890                         }
3891
3892                         /*
3893                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3894                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3895                          * number of pages used as kernelcore
3896                          */
3897                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3898                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3899                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3900                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3901
3902                         /*
3903                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3904                          * break if the kernelcore for this node has been
3905                          * satisified
3906                          */
3907                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3908                                                                 size_pages);
3909                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3910                         if (!kernelcore_remaining)
3911                                 break;
3912                 }
3913         }
3914
3915         /*
3916          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3917          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3918          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3919          * satisified
3920          */
3921         usable_nodes--;
3922         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3923                 goto restart;
3924
3925         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3926         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3927                 zone_movable_pfn[nid] =
3928                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3929 }
3930
3931 /* Any regular memory on that node ? */
3932 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3933 {
3934 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3935         enum zone_type zone_type;
3936
3937         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3938                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3939                 if (zone->present_pages)
3940                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3941         }
3942 #endif
3943 }
3944
3945 /**
3946  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3947  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3948  *
3949  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3950  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3951  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3952  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3953  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3954  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3955  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3956  * at arch_max_dma_pfn.
3957  */
3958 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3959 {
3960         unsigned long nid;
3961         enum zone_type i;
3962
3963         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3964         sort_node_map();
3965
3966         /* Record where the zone boundaries are */
3967         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3968                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3969         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3970                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3971         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3972         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3973         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3974                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3975                         continue;
3976                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3977                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3978                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3979                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3980         }
3981         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3982         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3983
3984         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3985         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3986         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3987
3988         /* Print out the zone ranges */
3989         printk("Zone PFN ranges:\n");
3990         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3991                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3992                         continue;
3993                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
3994                                 zone_names[i],
3995                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3996                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3997         }
3998
3999         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4000         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4001         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4002                 if (zone_movable_pfn[i])
4003                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4004         }
4005
4006         /* Print out the early_node_map[] */
4007         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4008         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4009                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4010                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4011                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4012
4013         /* Initialise every node */
4014         mminit_verify_pageflags_layout();
4015         setup_nr_node_ids();
4016         for_each_online_node(nid) {
4017                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4018                 free_area_init_node(nid, NULL,
4019                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4020
4021                 /* Any memory on that node */
4022                 if (pgdat->node_present_pages)
4023                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4024                 check_for_regular_memory(pgdat);
4025         }
4026 }
4027
4028 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4029 {
4030         unsigned long long coremem;
4031         if (!p)
4032                 return -EINVAL;
4033
4034         coremem = memparse(p, &p);
4035         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4036
4037         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4038         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4039
4040         return 0;
4041 }
4042
4043 /*
4044  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4045  * cannot be reclaimed or migrated.
4046  */
4047 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4048 {
4049         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4050 }
4051
4052 /*
4053  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4054  * can be reclaimed or migrated.
4055  */
4056 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4057 {
4058         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4059 }
4060
4061 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4062 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4063
4064 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4065
4066 /**
4067  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4068  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4069  *
4070  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4071  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4072  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4073  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4074  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4075  * smaller per-cpu batchsize.
4076  */
4077 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4078 {
4079         dma_reserve = new_dma_reserve;
4080 }
4081
4082 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4083 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4084 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4085 #endif
4086
4087 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4088 {
4089         free_area_init_node(0, zones_size,
4090                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4091 }
4092
4093 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4094                                  unsigned long action, void *hcpu)
4095 {
4096         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4097
4098         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4099                 drain_pages(cpu);
4100
4101                 /*
4102                  * Spill the event counters of the dead processor
4103                  * into the current processors event counters.
4104                  * This artificially elevates the count of the current
4105                  * processor.
4106                  */
4107                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4108
4109                 /*
4110                  * Zero the differential counters of the dead processor
4111                  * so that the vm statistics are consistent.
4112                  *
4113                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4114                  * race with what we are doing.
4115                  */
4116                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4117         }
4118         return NOTIFY_OK;
4119 }
4120
4121 void __init page_alloc_init(void)
4122 {
4123         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4124 }
4125
4126 /*
4127  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4128  *      or min_free_kbytes changes.
4129  */
4130 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4131 {
4132         struct pglist_data *pgdat;
4133         unsigned long reserve_pages = 0;
4134         enum zone_type i, j;
4135
4136         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4137                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4138                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4139                         unsigned long max = 0;
4140
4141                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4142                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4143                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4144                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4145                         }
4146
4147                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4148                         max += zone->pages_high;
4149
4150                         if (max > zone->present_pages)
4151                                 max = zone->present_pages;
4152                         reserve_pages += max;
4153                 }
4154         }
4155         totalreserve_pages = reserve_pages;
4156 }
4157
4158 /*
4159  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4160  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4161  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4162  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4163  */
4164 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4165 {
4166         struct pglist_data *pgdat;
4167         enum zone_type j, idx;
4168
4169         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4170                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4171                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4172                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4173
4174                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4175
4176                         idx = j;
4177                         while (idx) {
4178                                 struct zone *lower_zone;
4179
4180                                 idx--;
4181
4182                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4183                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4184
4185                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4186                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4187                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4188                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4189                         }
4190                 }
4191         }
4192
4193         /* update totalreserve_pages */
4194         calculate_totalreserve_pages();
4195 }
4196
4197 /**
4198  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4199  *
4200  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4201  * with respect to min_free_kbytes.
4202  */
4203 void setup_per_zone_pages_min(void)
4204 {
4205         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4206         unsigned long lowmem_pages = 0;
4207         struct zone *zone;
4208         unsigned long flags;
4209
4210         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4211         for_each_zone(zone) {
4212                 if (!is_highmem(zone))
4213                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4214         }
4215
4216         for_each_zone(zone) {
4217                 u64 tmp;
4218
4219                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4220                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4221                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4222                 if (is_highmem(zone)) {
4223                         /*
4224                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4225                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4226                          * value here.
4227                          *
4228                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4229                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4230                          * not be capped for highmem.
4231                          */
4232                         int min_pages;
4233
4234                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4235                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4236                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4237                         if (min_pages > 128)
4238                                 min_pages = 128;
4239                         zone->pages_min = min_pages;
4240                 } else {
4241                         /*
4242                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4243                          * proportionate to the zone's size.
4244                          */
4245                         zone->pages_min = tmp;
4246                 }
4247
4248                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4249                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4250                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4251                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4252         }
4253
4254         /* update totalreserve_pages */
4255         calculate_totalreserve_pages();
4256 }
4257
4258 /*
4259  * Initialise min_free_kbytes.
4260  *
4261  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4262  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4263  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4264  *
4265  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4266  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4267  *
4268  * which yields
4269  *
4270  * 16MB:        512k
4271  * 32MB:        724k
4272  * 64MB:        1024k
4273  * 128MB:       1448k
4274  * 256MB:       2048k
4275  * 512MB:       2896k
4276  * 1024MB:      4096k
4277  * 2048MB:      5792k
4278  * 4096MB:      8192k
4279  * 8192MB:      11584k
4280  * 16384MB:     16384k
4281  */
4282 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4283 {
4284         unsigned long lowmem_kbytes;
4285
4286         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4287
4288         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4289         if (min_free_kbytes < 128)
4290                 min_free_kbytes = 128;
4291         if (min_free_kbytes > 65536)
4292                 min_free_kbytes = 65536;
4293         setup_per_zone_pages_min();
4294         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4295         return 0;
4296 }
4297 module_init(init_per_zone_pages_min)
4298
4299 /*
4300  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4301  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4302  *      changes.
4303  */
4304 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4305         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4306 {
4307         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4308         if (write)
4309                 setup_per_zone_pages_min();
4310         return 0;
4311 }
4312
4313 #ifdef CONFIG_NUMA
4314 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4315         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4316 {
4317         struct zone *zone;
4318         int rc;
4319
4320         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4321         if (rc)
4322                 return rc;
4323
4324         for_each_zone(zone)
4325                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4326                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4327         return 0;
4328 }
4329
4330 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4331         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4332 {
4333         struct zone *zone;
4334         int rc;
4335
4336         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4337         if (rc)
4338                 return rc;
4339
4340         for_each_zone(zone)
4341                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4342                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4343         return 0;
4344 }
4345 #endif
4346
4347 /*
4348  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4349  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4350  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4351  *
4352  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4353  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4354  * if in function of the boot time zone sizes.
4355  */
4356 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4357         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4358 {
4359         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4360         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4361         return 0;
4362 }
4363
4364 /*
4365  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4366  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4367  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4368  */
4369
4370 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4371         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4372 {
4373         struct zone *zone;
4374         unsigned int cpu;
4375         int ret;
4376
4377         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4378         if (!write || (ret == -EINVAL))
4379                 return ret;
4380         for_each_zone(zone) {
4381                 for_each_online_cpu(cpu) {
4382                         unsigned long  high;
4383                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4384                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4385                 }
4386         }
4387         return 0;
4388 }
4389
4390 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4391
4392 #ifdef CONFIG_NUMA
4393 static int __init set_hashdist(char *str)
4394 {
4395         if (!str)
4396                 return 0;
4397         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4398         return 1;
4399 }
4400 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4401 #endif
4402
4403 /*
4404  * allocate a large system hash table from bootmem
4405  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4406  *   quantity of entries
4407  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4408  */
4409 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4410                                      unsigned long bucketsize,
4411                                      unsigned long numentries,
4412                                      int scale,
4413                                      int flags,
4414                                      unsigned int *_hash_shift,
4415                                      unsigned int *_hash_mask,
4416                                      unsigned long limit)
4417 {
4418         unsigned long long max = limit;
4419         unsigned long log2qty, size;
4420         void *table = NULL;
4421
4422         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4423         if (!numentries) {
4424                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4425                 numentries = nr_kernel_pages;
4426                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4427                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4428                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4429
4430                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4431                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4432                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4433                 else
4434                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4435
4436                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4437                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4438                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4439         }
4440         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4441
4442         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4443         if (max == 0) {
4444                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4445                 do_div(max, bucketsize);
4446         }
4447
4448         if (numentries > max)
4449                 numentries = max;
4450
4451         log2qty = ilog2(numentries);
4452
4453         do {
4454                 size = bucketsize << log2qty;
4455                 if (flags & HASH_EARLY)
4456                         table = alloc_bootmem(size);
4457                 else if (hashdist)
4458                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4459                 else {
4460                         unsigned long order = get_order(size);
4461                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4462                         /*
4463                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4464                          * some pages at the end of hash table.
4465                          */
4466                         if (table) {
4467                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4468                                                 (PAGE_SIZE << order);
4469                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4470                                                 PAGE_ALIGN(size);
4471                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4472                                 while (used < alloc_end) {
4473                                         free_page(used);
4474                                         used += PAGE_SIZE;
4475                                 }
4476                         }
4477                 }
4478         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4479
4480         if (!table)
4481                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4482
4483         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4484                tablename,
4485                (1U << log2qty),
4486                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4487                size);
4488
4489         if (_hash_shift)
4490                 *_hash_shift = log2qty;
4491         if (_hash_mask)
4492                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4493
4494         return table;
4495 }
4496
4497 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4498 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4499 {
4500         return __pfn_to_page(pfn);
4501 }
4502 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4503 {
4504         return __page_to_pfn(page);
4505 }
4506 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4507 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4508 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4509
4510 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4511 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4512                                                         unsigned long pfn)
4513 {
4514 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4515         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4516 #else
4517         return zone->pageblock_flags;
4518 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4519 }
4520
4521 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4522 {
4523 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4524         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4525         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4526 #else
4527         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4528         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4529 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4530 }
4531
4532 /**
4533  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4534  * @page: The page within the block of interest
4535  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4536  * @end_bitidx: The last bit of interest
4537  * returns pageblock_bits flags
4538  */
4539 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4540                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4541 {
4542         struct zone *zone;
4543         unsigned long *bitmap;
4544         unsigned long pfn, bitidx;
4545         unsigned long flags = 0;
4546         unsigned long value = 1;
4547
4548         zone = page_zone(page);
4549         pfn = page_to_pfn(page);
4550         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4551         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4552
4553         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4554                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4555                         flags |= value;
4556
4557         return flags;
4558 }
4559
4560 /**
4561  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4562  * @page: The page within the block of interest
4563  * @start_bitidx: The first bit of interest
4564  * @end_bitidx: The last bit of interest
4565  * @flags: The flags to set
4566  */
4567 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4568                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4569 {
4570         struct zone *zone;
4571         unsigned long *bitmap;
4572         unsigned long pfn, bitidx;
4573         unsigned long value = 1;
4574
4575         zone = page_zone(page);
4576         pfn = page_to_pfn(page);
4577         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4578         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4579         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4580         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4581
4582         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4583                 if (flags & value)
4584                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4585                 else
4586                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4587 }
4588
4589 /*
4590  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4591  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4592  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4593  */
4594
4595 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4596 {
4597         struct zone *zone;
4598         unsigned long flags;
4599         int ret = -EBUSY;
4600
4601         zone = page_zone(page);
4602         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4603         /*
4604          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4605          */
4606         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4607                 goto out;
4608         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4609         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4610         ret = 0;
4611 out:
4612         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4613         if (!ret)
4614                 drain_all_pages();
4615         return ret;
4616 }
4617
4618 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4619 {
4620         struct zone *zone;
4621         unsigned long flags;
4622         zone = page_zone(page);
4623         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4624         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4625                 goto out;
4626         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4627         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4628 out:
4629         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4630 }
4631
4632 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4633 /*
4634  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4635  */
4636 void
4637 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4638 {
4639         struct page *page;
4640         struct zone *zone;
4641         int order, i;
4642         unsigned long pfn;
4643         unsigned long flags;
4644         /* find the first valid pfn */
4645         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4646                 if (pfn_valid(pfn))
4647                         break;
4648         if (pfn == end_pfn)
4649                 return;
4650         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4651         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4652         pfn = start_pfn;
4653         while (pfn < end_pfn) {
4654                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4655                         pfn++;
4656                         continue;
4657                 }
4658                 page = pfn_to_page(pfn);
4659                 BUG_ON(page_count(page));
4660                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4661                 order = page_order(page);
4662 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4663                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4664                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4665 #endif
4666                 list_del(&page->lru);
4667                 rmv_page_order(page);
4668                 zone->free_area[order].nr_free--;
4669                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4670                                       - (1UL << order));
4671                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4672                         SetPageReserved((page+i));
4673                 pfn += (1 << order);
4674         }
4675         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4676 }
4677 #endif