mm: optimize get_scan_ratio for no swap
[pandora-kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 int percpu_pagelist_fraction;
73
74 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
75 int pageblock_order __read_mostly;
76 #endif
77
78 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
79
80 /*
81  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
82  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
83  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
84  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
85  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
86  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
87  *
88  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
89  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
90  */
91 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
93          256,
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
96          256,
97 #endif
98 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
99          32,
100 #endif
101          32,
102 };
103
104 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
105
106 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
107 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
108          "DMA",
109 #endif
110 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
111          "DMA32",
112 #endif
113          "Normal",
114 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
115          "HighMem",
116 #endif
117          "Movable",
118 };
119
120 int min_free_kbytes = 1024;
121
122 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
123 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
124 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
125
126 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
127   /*
128    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
129    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
130    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
131    * so the number of times add_active_range() can be called is
132    * related to the number of nodes and the number of holes
133    */
134   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
135     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
136     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137   #else
138     #if MAX_NUMNODES >= 32
139       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
140       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
141     #else
142       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
143       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
144     #endif
145   #endif
146
147   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
148   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
149   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
152   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
154 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
155   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
156   static unsigned long __initdata required_movablecore;
157   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
158
159   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
160   int movable_zone;
161   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
162 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
163
164 #if MAX_NUMNODES > 1
165 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
166 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
167 #endif
168
169 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
170
171 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
172 {
173         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
174                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
175 }
176
177 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
178 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
179 {
180         int ret = 0;
181         unsigned seq;
182         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
183
184         do {
185                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
186                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
187                         ret = 1;
188                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
189                         ret = 1;
190         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
191
192         return ret;
193 }
194
195 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
196 {
197         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
198                 return 0;
199         if (zone != page_zone(page))
200                 return 0;
201
202         return 1;
203 }
204 /*
205  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
206  */
207 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
208 {
209         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
210                 return 1;
211         if (!page_is_consistent(zone, page))
212                 return 1;
213
214         return 0;
215 }
216 #else
217 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
218 {
219         return 0;
220 }
221 #endif
222
223 static void bad_page(struct page *page)
224 {
225         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
226                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
227                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
228                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
229                 page_mapcount(page), page_count(page));
230
231         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
232                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
233         dump_stack();
234         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
235         set_page_count(page, 0);
236         reset_page_mapcount(page);
237         page->mapping = NULL;
238         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
239 }
240
241 /*
242  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
243  *
244  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
245  *
246  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
247  *
248  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
249  * the head page (even the head page has this).
250  *
251  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
252  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
253  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
254  */
255
256 static void free_compound_page(struct page *page)
257 {
258         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
259 }
260
261 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
262 {
263         int i;
264         int nr_pages = 1 << order;
265
266         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
267         set_compound_order(page, order);
268         __SetPageHead(page);
269         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
270                 struct page *p = page + i;
271
272                 __SetPageTail(p);
273                 p->first_page = page;
274         }
275 }
276
277 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
278 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
279 {
280         int i;
281         int nr_pages = 1 << order;
282         struct page *p = page + 1;
283
284         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
285         set_compound_order(page, order);
286         __SetPageHead(page);
287         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
288                 __SetPageTail(p);
289                 p->first_page = page;
290         }
291 }
292 #endif
293
294 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
295 {
296         int i;
297         int nr_pages = 1 << order;
298
299         if (unlikely(compound_order(page) != order))
300                 bad_page(page);
301
302         if (unlikely(!PageHead(page)))
303                         bad_page(page);
304         __ClearPageHead(page);
305         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
306                 struct page *p = page + i;
307
308                 if (unlikely(!PageTail(p) |
309                                 (p->first_page != page)))
310                         bad_page(page);
311                 __ClearPageTail(p);
312         }
313 }
314
315 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
316 {
317         int i;
318
319         /*
320          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
321          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
322          */
323         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
324         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
325                 clear_highpage(page + i);
326 }
327
328 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
329 {
330         set_page_private(page, order);
331         __SetPageBuddy(page);
332 }
333
334 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
335 {
336         __ClearPageBuddy(page);
337         set_page_private(page, 0);
338 }
339
340 /*
341  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
342  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
343  *
344  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
345  * the following equation:
346  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
347  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
348  * 1 buddy is #10:
349  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
350  *
351  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
352  * satisfies the following equation:
353  *     P = B & ~(1 << O)
354  *
355  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
356  */
357 static inline struct page *
358 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
359 {
360         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
361
362         return page + (buddy_idx - page_idx);
363 }
364
365 static inline unsigned long
366 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
367 {
368         return (page_idx & ~(1 << order));
369 }
370
371 /*
372  * This function checks whether a page is free && is the buddy
373  * we can do coalesce a page and its buddy if
374  * (a) the buddy is not in a hole &&
375  * (b) the buddy is in the buddy system &&
376  * (c) a page and its buddy have the same order &&
377  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
378  *
379  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
380  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
381  *
382  * For recording page's order, we use page_private(page).
383  */
384 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
385                                                                 int order)
386 {
387         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
388                 return 0;
389
390         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
391                 return 0;
392
393         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
394                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
395                 return 1;
396         }
397         return 0;
398 }
399
400 /*
401  * Freeing function for a buddy system allocator.
402  *
403  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
404  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
405  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
406  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
407  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
408  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
409  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
410  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
411  * parts of the VM system.
412  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
413  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
414  * order is recorded in page_private(page) field.
415  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
416  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
417  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
418  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
419  * triggers coalescing into a block of larger size.            
420  *
421  * -- wli
422  */
423
424 static inline void __free_one_page(struct page *page,
425                 struct zone *zone, unsigned int order)
426 {
427         unsigned long page_idx;
428         int order_size = 1 << order;
429         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
430
431         if (unlikely(PageCompound(page)))
432                 destroy_compound_page(page, order);
433
434         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
435
436         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
437         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
438
439         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
440         while (order < MAX_ORDER-1) {
441                 unsigned long combined_idx;
442                 struct page *buddy;
443
444                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
445                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
446                         break;
447
448                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
449                 list_del(&buddy->lru);
450                 zone->free_area[order].nr_free--;
451                 rmv_page_order(buddy);
452                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
453                 page = page + (combined_idx - page_idx);
454                 page_idx = combined_idx;
455                 order++;
456         }
457         set_page_order(page, order);
458         list_add(&page->lru,
459                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
460         zone->free_area[order].nr_free++;
461 }
462
463 static inline int free_pages_check(struct page *page)
464 {
465         free_page_mlock(page);
466         if (unlikely(page_mapcount(page) |
467                 (page->mapping != NULL)  |
468                 (page_count(page) != 0)  |
469                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
470                 bad_page(page);
471         if (PageDirty(page))
472                 __ClearPageDirty(page);
473         if (PageSwapBacked(page))
474                 __ClearPageSwapBacked(page);
475         /*
476          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
477          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
478          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
479          */
480         return PageReserved(page);
481 }
482
483 /*
484  * Frees a list of pages. 
485  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
486  * count is the number of pages to free.
487  *
488  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
489  * see if this freeing clears that state.
490  *
491  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
492  * pinned" detection logic.
493  */
494 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
495                                         struct list_head *list, int order)
496 {
497         spin_lock(&zone->lock);
498         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
499         zone->pages_scanned = 0;
500         while (count--) {
501                 struct page *page;
502
503                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
504                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
505                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
506                 list_del(&page->lru);
507                 __free_one_page(page, zone, order);
508         }
509         spin_unlock(&zone->lock);
510 }
511
512 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
513 {
514         spin_lock(&zone->lock);
515         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
516         zone->pages_scanned = 0;
517         __free_one_page(page, zone, order);
518         spin_unlock(&zone->lock);
519 }
520
521 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
522 {
523         unsigned long flags;
524         int i;
525         int reserved = 0;
526
527         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
528                 reserved += free_pages_check(page + i);
529         if (reserved)
530                 return;
531
532         if (!PageHighMem(page)) {
533                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
534                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
535                                            PAGE_SIZE << order);
536         }
537         arch_free_page(page, order);
538         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
539
540         local_irq_save(flags);
541         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
542         free_one_page(page_zone(page), page, order);
543         local_irq_restore(flags);
544 }
545
546 /*
547  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
548  */
549 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
550 {
551         if (order == 0) {
552                 __ClearPageReserved(page);
553                 set_page_count(page, 0);
554                 set_page_refcounted(page);
555                 __free_page(page);
556         } else {
557                 int loop;
558
559                 prefetchw(page);
560                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
561                         struct page *p = &page[loop];
562
563                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
564                                 prefetchw(p + 1);
565                         __ClearPageReserved(p);
566                         set_page_count(p, 0);
567                 }
568
569                 set_page_refcounted(page);
570                 __free_pages(page, order);
571         }
572 }
573
574
575 /*
576  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
577  * Please do not alter this order without good reasons and regression
578  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
579  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
580  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
581  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
582  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
583  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
584  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
585  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
586  *
587  * -- wli
588  */
589 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
590         int low, int high, struct free_area *area,
591         int migratetype)
592 {
593         unsigned long size = 1 << high;
594
595         while (high > low) {
596                 area--;
597                 high--;
598                 size >>= 1;
599                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
600                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
601                 area->nr_free++;
602                 set_page_order(&page[size], high);
603         }
604 }
605
606 /*
607  * This page is about to be returned from the page allocator
608  */
609 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
610 {
611         if (unlikely(page_mapcount(page) |
612                 (page->mapping != NULL)  |
613                 (page_count(page) != 0)  |
614                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
615                 bad_page(page);
616
617         /*
618          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
619          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
620          */
621         if (PageReserved(page))
622                 return 1;
623
624         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
625                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
626                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk
627 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
628                         | 1 << PG_mlocked
629 #endif
630                         );
631         set_page_private(page, 0);
632         set_page_refcounted(page);
633
634         arch_alloc_page(page, order);
635         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
636
637         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
638                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
639
640         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
641                 prep_compound_page(page, order);
642
643         return 0;
644 }
645
646 /*
647  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
648  * the smallest available page from the freelists
649  */
650 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
651                                                 int migratetype)
652 {
653         unsigned int current_order;
654         struct free_area * area;
655         struct page *page;
656
657         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
658         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
659                 area = &(zone->free_area[current_order]);
660                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
661                         continue;
662
663                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
664                                                         struct page, lru);
665                 list_del(&page->lru);
666                 rmv_page_order(page);
667                 area->nr_free--;
668                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
669                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
670                 return page;
671         }
672
673         return NULL;
674 }
675
676
677 /*
678  * This array describes the order lists are fallen back to when
679  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
680  */
681 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
682         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
683         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
684         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
685         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
686 };
687
688 /*
689  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
690  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
691  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
692  */
693 static int move_freepages(struct zone *zone,
694                           struct page *start_page, struct page *end_page,
695                           int migratetype)
696 {
697         struct page *page;
698         unsigned long order;
699         int pages_moved = 0;
700
701 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
702         /*
703          * page_zone is not safe to call in this context when
704          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
705          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
706          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
707          * grouping pages by mobility
708          */
709         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
710 #endif
711
712         for (page = start_page; page <= end_page;) {
713                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
714                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
715
716                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
717                         page++;
718                         continue;
719                 }
720
721                 if (!PageBuddy(page)) {
722                         page++;
723                         continue;
724                 }
725
726                 order = page_order(page);
727                 list_del(&page->lru);
728                 list_add(&page->lru,
729                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
730                 page += 1 << order;
731                 pages_moved += 1 << order;
732         }
733
734         return pages_moved;
735 }
736
737 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
738                                 int migratetype)
739 {
740         unsigned long start_pfn, end_pfn;
741         struct page *start_page, *end_page;
742
743         start_pfn = page_to_pfn(page);
744         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
745         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
746         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
747         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
748
749         /* Do not cross zone boundaries */
750         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
751                 start_page = page;
752         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
753                 return 0;
754
755         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
756 }
757
758 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
759 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
760                                                 int start_migratetype)
761 {
762         struct free_area * area;
763         int current_order;
764         struct page *page;
765         int migratetype, i;
766
767         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
768         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
769                                                 --current_order) {
770                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
771                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
772
773                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
774                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
775                                 continue;
776
777                         area = &(zone->free_area[current_order]);
778                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
779                                 continue;
780
781                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
782                                         struct page, lru);
783                         area->nr_free--;
784
785                         /*
786                          * If breaking a large block of pages, move all free
787                          * pages to the preferred allocation list. If falling
788                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
789                          * agressive about taking ownership of free pages
790                          */
791                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
792                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
793                                 unsigned long pages;
794                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
795                                                                 start_migratetype);
796
797                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
798                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
799                                         set_pageblock_migratetype(page,
800                                                                 start_migratetype);
801
802                                 migratetype = start_migratetype;
803                         }
804
805                         /* Remove the page from the freelists */
806                         list_del(&page->lru);
807                         rmv_page_order(page);
808                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
809                                                         -(1UL << order));
810
811                         if (current_order == pageblock_order)
812                                 set_pageblock_migratetype(page,
813                                                         start_migratetype);
814
815                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
816                         return page;
817                 }
818         }
819
820         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
821         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
822 }
823
824 /*
825  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
826  * Call me with the zone->lock already held.
827  */
828 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
829                                                 int migratetype)
830 {
831         struct page *page;
832
833         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
834
835         if (unlikely(!page))
836                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
837
838         return page;
839 }
840
841 /* 
842  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
843  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
844  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
845  */
846 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
847                         unsigned long count, struct list_head *list,
848                         int migratetype)
849 {
850         int i;
851         
852         spin_lock(&zone->lock);
853         for (i = 0; i < count; ++i) {
854                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
855                 if (unlikely(page == NULL))
856                         break;
857
858                 /*
859                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
860                  * in physical page order. The page is added to the callers and
861                  * list and the list head then moves forward. From the callers
862                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
863                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
864                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
865                  * properly.
866                  */
867                 list_add(&page->lru, list);
868                 set_page_private(page, migratetype);
869                 list = &page->lru;
870         }
871         spin_unlock(&zone->lock);
872         return i;
873 }
874
875 #ifdef CONFIG_NUMA
876 /*
877  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
878  * currently executing processor on remote nodes after they have
879  * expired.
880  *
881  * Note that this function must be called with the thread pinned to
882  * a single processor.
883  */
884 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
885 {
886         unsigned long flags;
887         int to_drain;
888
889         local_irq_save(flags);
890         if (pcp->count >= pcp->batch)
891                 to_drain = pcp->batch;
892         else
893                 to_drain = pcp->count;
894         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
895         pcp->count -= to_drain;
896         local_irq_restore(flags);
897 }
898 #endif
899
900 /*
901  * Drain pages of the indicated processor.
902  *
903  * The processor must either be the current processor and the
904  * thread pinned to the current processor or a processor that
905  * is not online.
906  */
907 static void drain_pages(unsigned int cpu)
908 {
909         unsigned long flags;
910         struct zone *zone;
911
912         for_each_zone(zone) {
913                 struct per_cpu_pageset *pset;
914                 struct per_cpu_pages *pcp;
915
916                 if (!populated_zone(zone))
917                         continue;
918
919                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
920
921                 pcp = &pset->pcp;
922                 local_irq_save(flags);
923                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
924                 pcp->count = 0;
925                 local_irq_restore(flags);
926         }
927 }
928
929 /*
930  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
931  */
932 void drain_local_pages(void *arg)
933 {
934         drain_pages(smp_processor_id());
935 }
936
937 /*
938  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
939  */
940 void drain_all_pages(void)
941 {
942         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
943 }
944
945 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
946
947 void mark_free_pages(struct zone *zone)
948 {
949         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
950         unsigned long flags;
951         int order, t;
952         struct list_head *curr;
953
954         if (!zone->spanned_pages)
955                 return;
956
957         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
958
959         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
960         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
961                 if (pfn_valid(pfn)) {
962                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
963
964                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
965                                 swsusp_unset_page_free(page);
966                 }
967
968         for_each_migratetype_order(order, t) {
969                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
970                         unsigned long i;
971
972                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
973                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
974                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
975                 }
976         }
977         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
978 }
979 #endif /* CONFIG_PM */
980
981 /*
982  * Free a 0-order page
983  */
984 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
985 {
986         struct zone *zone = page_zone(page);
987         struct per_cpu_pages *pcp;
988         unsigned long flags;
989
990         if (PageAnon(page))
991                 page->mapping = NULL;
992         if (free_pages_check(page))
993                 return;
994
995         if (!PageHighMem(page)) {
996                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
997                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
998         }
999         arch_free_page(page, 0);
1000         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1001
1002         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1003         local_irq_save(flags);
1004         __count_vm_event(PGFREE);
1005         if (cold)
1006                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1007         else
1008                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1009         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1010         pcp->count++;
1011         if (pcp->count >= pcp->high) {
1012                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1013                 pcp->count -= pcp->batch;
1014         }
1015         local_irq_restore(flags);
1016         put_cpu();
1017 }
1018
1019 void free_hot_page(struct page *page)
1020 {
1021         free_hot_cold_page(page, 0);
1022 }
1023         
1024 void free_cold_page(struct page *page)
1025 {
1026         free_hot_cold_page(page, 1);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1031  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1032  * Each sub-page must be freed individually.
1033  *
1034  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1035  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1036  */
1037 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1038 {
1039         int i;
1040
1041         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1042         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1043         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1044                 set_page_refcounted(page + i);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1049  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1050  * or two.
1051  */
1052 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1053                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1054 {
1055         unsigned long flags;
1056         struct page *page;
1057         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1058         int cpu;
1059         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1060
1061 again:
1062         cpu  = get_cpu();
1063         if (likely(order == 0)) {
1064                 struct per_cpu_pages *pcp;
1065
1066                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1067                 local_irq_save(flags);
1068                 if (!pcp->count) {
1069                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1070                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1071                         if (unlikely(!pcp->count))
1072                                 goto failed;
1073                 }
1074
1075                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1076                 if (cold) {
1077                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1078                                 if (page_private(page) == migratetype)
1079                                         break;
1080                 } else {
1081                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1082                                 if (page_private(page) == migratetype)
1083                                         break;
1084                 }
1085
1086                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1087                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1088                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1089                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1090                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1091                 }
1092
1093                 list_del(&page->lru);
1094                 pcp->count--;
1095         } else {
1096                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1097                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1098                 spin_unlock(&zone->lock);
1099                 if (!page)
1100                         goto failed;
1101         }
1102
1103         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1104         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1105         local_irq_restore(flags);
1106         put_cpu();
1107
1108         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1109         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1110                 goto again;
1111         return page;
1112
1113 failed:
1114         local_irq_restore(flags);
1115         put_cpu();
1116         return NULL;
1117 }
1118
1119 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1120 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1121 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1122 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1123 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1124 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1125 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1126
1127 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1128
1129 static struct fail_page_alloc_attr {
1130         struct fault_attr attr;
1131
1132         u32 ignore_gfp_highmem;
1133         u32 ignore_gfp_wait;
1134         u32 min_order;
1135
1136 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1137
1138         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1139         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1140         struct dentry *min_order_file;
1141
1142 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1143
1144 } fail_page_alloc = {
1145         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1146         .ignore_gfp_wait = 1,
1147         .ignore_gfp_highmem = 1,
1148         .min_order = 1,
1149 };
1150
1151 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1152 {
1153         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1154 }
1155 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1156
1157 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1158 {
1159         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1160                 return 0;
1161         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1162                 return 0;
1163         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1164                 return 0;
1165         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1166                 return 0;
1167
1168         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1169 }
1170
1171 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1172
1173 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1174 {
1175         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1176         struct dentry *dir;
1177         int err;
1178
1179         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1180                                        "fail_page_alloc");
1181         if (err)
1182                 return err;
1183         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1184
1185         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1186                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1187                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1188
1189         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1190                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1191                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1192         fail_page_alloc.min_order_file =
1193                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1194                                    &fail_page_alloc.min_order);
1195
1196         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1197             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1198             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1199                 err = -ENOMEM;
1200                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1201                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1202                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1203                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1204         }
1205
1206         return err;
1207 }
1208
1209 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1210
1211 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1212
1213 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1214
1215 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1216 {
1217         return 0;
1218 }
1219
1220 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1221
1222 /*
1223  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1224  * of the allocation.
1225  */
1226 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1227                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1228 {
1229         /* free_pages my go negative - that's OK */
1230         long min = mark;
1231         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1232         int o;
1233
1234         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1235                 min -= min / 2;
1236         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1237                 min -= min / 4;
1238
1239         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1240                 return 0;
1241         for (o = 0; o < order; o++) {
1242                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1243                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1244
1245                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1246                 min >>= 1;
1247
1248                 if (free_pages <= min)
1249                         return 0;
1250         }
1251         return 1;
1252 }
1253
1254 #ifdef CONFIG_NUMA
1255 /*
1256  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1257  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1258  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1259  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1260  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1261  *
1262  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1263  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1264  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1265  *
1266  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1267  * nothing and returns NULL.
1268  *
1269  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1270  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1271  *
1272  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1273  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1274  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1275  * quickly as we can.
1276  */
1277 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1278 {
1279         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1280         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1281
1282         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1283         if (!zlc)
1284                 return NULL;
1285
1286         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1287                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1288                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1289         }
1290
1291         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1292                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1293                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1294         return allowednodes;
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1299  * if it is worth looking at further for free memory:
1300  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1301  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1302  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1303  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1304  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1305  * else return false (zero) if it is not.
1306  *
1307  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1308  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1309  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1310  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1311  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1312  * into the second scan of the zonelist.
1313  *
1314  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1315  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1316  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1317  * unturned looking for a free page.
1318  */
1319 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1320                                                 nodemask_t *allowednodes)
1321 {
1322         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1323         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1324         int n;                          /* node that zone *z is on */
1325
1326         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1327         if (!zlc)
1328                 return 1;
1329
1330         i = z - zonelist->_zonerefs;
1331         n = zlc->z_to_n[i];
1332
1333         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1334         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1339  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1340  * from that zone don't waste time re-examining it.
1341  */
1342 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1343 {
1344         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1345         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1346
1347         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1348         if (!zlc)
1349                 return;
1350
1351         i = z - zonelist->_zonerefs;
1352
1353         set_bit(i, zlc->fullzones);
1354 }
1355
1356 #else   /* CONFIG_NUMA */
1357
1358 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1359 {
1360         return NULL;
1361 }
1362
1363 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1364                                 nodemask_t *allowednodes)
1365 {
1366         return 1;
1367 }
1368
1369 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1370 {
1371 }
1372 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1373
1374 /*
1375  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1376  * a page.
1377  */
1378 static struct page *
1379 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1380                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1381 {
1382         struct zoneref *z;
1383         struct page *page = NULL;
1384         int classzone_idx;
1385         struct zone *zone, *preferred_zone;
1386         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1387         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1388         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1389
1390         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1391                                                         &preferred_zone);
1392         if (!preferred_zone)
1393                 return NULL;
1394
1395         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1396
1397 zonelist_scan:
1398         /*
1399          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1400          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1401          */
1402         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1403                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1404                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1405                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1406                                 continue;
1407                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1408                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1409                                 goto try_next_zone;
1410
1411                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1412                         unsigned long mark;
1413                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1414                                 mark = zone->pages_min;
1415                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1416                                 mark = zone->pages_low;
1417                         else
1418                                 mark = zone->pages_high;
1419                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1420                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1421                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1422                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1423                                         goto this_zone_full;
1424                         }
1425                 }
1426
1427                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1428                 if (page)
1429                         break;
1430 this_zone_full:
1431                 if (NUMA_BUILD)
1432                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1433 try_next_zone:
1434                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1435                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1436                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1437                         zlc_active = 1;
1438                         did_zlc_setup = 1;
1439                 }
1440         }
1441
1442         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1443                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1444                 zlc_active = 0;
1445                 goto zonelist_scan;
1446         }
1447         return page;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1452  */
1453 struct page *
1454 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1455                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1456 {
1457         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1458         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1459         struct zoneref *z;
1460         struct zone *zone;
1461         struct page *page;
1462         struct reclaim_state reclaim_state;
1463         struct task_struct *p = current;
1464         int do_retry;
1465         int alloc_flags;
1466         unsigned long did_some_progress;
1467         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1468
1469         might_sleep_if(wait);
1470
1471         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1472                 return NULL;
1473
1474 restart:
1475         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1476
1477         if (unlikely(!z->zone)) {
1478                 /*
1479                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1480                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1481                  */
1482                 return NULL;
1483         }
1484
1485         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1486                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1487         if (page)
1488                 goto got_pg;
1489
1490         /*
1491          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1492          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1493          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1494          * using a larger set of nodes after it has established that the
1495          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1496          * over allocated.
1497          */
1498         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1499                 goto nopage;
1500
1501         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1502                 wakeup_kswapd(zone, order);
1503
1504         /*
1505          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1506          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1507          * to how we want to proceed.
1508          *
1509          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1510          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1511          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1512          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1513          */
1514         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1515         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1516                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1517         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1518                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1519         if (wait)
1520                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1521
1522         /*
1523          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1524          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1525          *
1526          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1527          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1528          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1529          */
1530         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1531                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1532         if (page)
1533                 goto got_pg;
1534
1535         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1536
1537 rebalance:
1538         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1539                         && !in_interrupt()) {
1540                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1541 nofail_alloc:
1542                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1543                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1544                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1545                         if (page)
1546                                 goto got_pg;
1547                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1548                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1549                                 goto nofail_alloc;
1550                         }
1551                 }
1552                 goto nopage;
1553         }
1554
1555         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1556         if (!wait)
1557                 goto nopage;
1558
1559         cond_resched();
1560
1561         /* We now go into synchronous reclaim */
1562         cpuset_memory_pressure_bump();
1563         /*
1564          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1565          */
1566         cpuset_update_task_memory_state();
1567         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1568         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1569         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1570
1571         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1572
1573         p->reclaim_state = NULL;
1574         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1575
1576         cond_resched();
1577
1578         if (order != 0)
1579                 drain_all_pages();
1580
1581         if (likely(did_some_progress)) {
1582                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1583                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1584                 if (page)
1585                         goto got_pg;
1586         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1587                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1588                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1589                         goto restart;
1590                 }
1591
1592                 /*
1593                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1594                  * very high watermark here, this is only to catch
1595                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1596                  * under heavy pressure.
1597                  */
1598                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1599                         order, zonelist, high_zoneidx,
1600                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1601                 if (page) {
1602                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1603                         goto got_pg;
1604                 }
1605
1606                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1607                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1608                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1609                         goto nopage;
1610                 }
1611
1612                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1613                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1614                 goto restart;
1615         }
1616
1617         /*
1618          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1619          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1620          *
1621          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1622          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1623          * implementations.
1624          *
1625          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1626          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1627          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1628          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1629          * allocation still fails, we stop retrying.
1630          */
1631         pages_reclaimed += did_some_progress;
1632         do_retry = 0;
1633         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1634                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1635                         do_retry = 1;
1636                 } else {
1637                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1638                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1639                                         do_retry = 1;
1640                 }
1641                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1642                         do_retry = 1;
1643         }
1644         if (do_retry) {
1645                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1646                 goto rebalance;
1647         }
1648
1649 nopage:
1650         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1651                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1652                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1653                         p->comm, order, gfp_mask);
1654                 dump_stack();
1655                 show_mem();
1656         }
1657 got_pg:
1658         return page;
1659 }
1660 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1661
1662 /*
1663  * Common helper functions.
1664  */
1665 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1666 {
1667         struct page * page;
1668         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1669         if (!page)
1670                 return 0;
1671         return (unsigned long) page_address(page);
1672 }
1673
1674 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1675
1676 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1677 {
1678         struct page * page;
1679
1680         /*
1681          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1682          * a highmem page
1683          */
1684         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1685
1686         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1687         if (page)
1688                 return (unsigned long) page_address(page);
1689         return 0;
1690 }
1691
1692 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1693
1694 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1695 {
1696         int i = pagevec_count(pvec);
1697
1698         while (--i >= 0)
1699                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1700 }
1701
1702 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1703 {
1704         if (put_page_testzero(page)) {
1705                 if (order == 0)
1706                         free_hot_page(page);
1707                 else
1708                         __free_pages_ok(page, order);
1709         }
1710 }
1711
1712 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1713
1714 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1715 {
1716         if (addr != 0) {
1717                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1718                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1719         }
1720 }
1721
1722 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1723
1724 /**
1725  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1726  * @size: the number of bytes to allocate
1727  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1728  *
1729  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1730  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1731  * allocate memory in power-of-two pages.
1732  *
1733  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1734  *
1735  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1736  */
1737 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1738 {
1739         unsigned int order = get_order(size);
1740         unsigned long addr;
1741
1742         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1743         if (addr) {
1744                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1745                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1746
1747                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1748                 while (used < alloc_end) {
1749                         free_page(used);
1750                         used += PAGE_SIZE;
1751                 }
1752         }
1753
1754         return (void *)addr;
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1757
1758 /**
1759  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1760  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1761  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1762  *
1763  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1764  */
1765 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1766 {
1767         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1768         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1769
1770         while (addr < end) {
1771                 free_page(addr);
1772                 addr += PAGE_SIZE;
1773         }
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1776
1777 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1778 {
1779         struct zoneref *z;
1780         struct zone *zone;
1781
1782         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1783         unsigned int sum = 0;
1784
1785         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1786
1787         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1788                 unsigned long size = zone->present_pages;
1789                 unsigned long high = zone->pages_high;
1790                 if (size > high)
1791                         sum += size - high;
1792         }
1793
1794         return sum;
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1799  */
1800 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1801 {
1802         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1805
1806 /*
1807  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1808  */
1809 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1810 {
1811         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1812 }
1813
1814 static inline void show_node(struct zone *zone)
1815 {
1816         if (NUMA_BUILD)
1817                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1818 }
1819
1820 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1821 {
1822         val->totalram = totalram_pages;
1823         val->sharedram = 0;
1824         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1825         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1826         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1827         val->freehigh = nr_free_highpages();
1828         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1829 }
1830
1831 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1832
1833 #ifdef CONFIG_NUMA
1834 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1835 {
1836         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1837
1838         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1839         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1840 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1841         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1842         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1843                         NR_FREE_PAGES);
1844 #else
1845         val->totalhigh = 0;
1846         val->freehigh = 0;
1847 #endif
1848         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1849 }
1850 #endif
1851
1852 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1853
1854 /*
1855  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1856  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1857  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1858  */
1859 void show_free_areas(void)
1860 {
1861         int cpu;
1862         struct zone *zone;
1863
1864         for_each_zone(zone) {
1865                 if (!populated_zone(zone))
1866                         continue;
1867
1868                 show_node(zone);
1869                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1870
1871                 for_each_online_cpu(cpu) {
1872                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1873
1874                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1875
1876                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1877                                cpu, pageset->pcp.high,
1878                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1879                 }
1880         }
1881
1882         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1883                 " inactive_file:%lu"
1884 //TODO:  check/adjust line lengths
1885 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1886                 " unevictable:%lu"
1887 #endif
1888                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1889                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1890                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1891                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1892                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1893                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1894 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1895                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1896 #endif
1897                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1898                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1899                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1900                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1901                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1902                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1903                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1904                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1905                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1906
1907         for_each_zone(zone) {
1908                 int i;
1909
1910                 if (!populated_zone(zone))
1911                         continue;
1912
1913                 show_node(zone);
1914                 printk("%s"
1915                         " free:%lukB"
1916                         " min:%lukB"
1917                         " low:%lukB"
1918                         " high:%lukB"
1919                         " active_anon:%lukB"
1920                         " inactive_anon:%lukB"
1921                         " active_file:%lukB"
1922                         " inactive_file:%lukB"
1923 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1924                         " unevictable:%lukB"
1925 #endif
1926                         " present:%lukB"
1927                         " pages_scanned:%lu"
1928                         " all_unreclaimable? %s"
1929                         "\n",
1930                         zone->name,
1931                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1932                         K(zone->pages_min),
1933                         K(zone->pages_low),
1934                         K(zone->pages_high),
1935                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1936                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1937                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1938                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1939 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1940                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1941 #endif
1942                         K(zone->present_pages),
1943                         zone->pages_scanned,
1944                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1945                         );
1946                 printk("lowmem_reserve[]:");
1947                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1948                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1949                 printk("\n");
1950         }
1951
1952         for_each_zone(zone) {
1953                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1954
1955                 if (!populated_zone(zone))
1956                         continue;
1957
1958                 show_node(zone);
1959                 printk("%s: ", zone->name);
1960
1961                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1962                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1963                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1964                         total += nr[order] << order;
1965                 }
1966                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1967                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1968                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1969                 printk("= %lukB\n", K(total));
1970         }
1971
1972         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1973
1974         show_swap_cache_info();
1975 }
1976
1977 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1978 {
1979         zoneref->zone = zone;
1980         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1981 }
1982
1983 /*
1984  * Builds allocation fallback zone lists.
1985  *
1986  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1987  */
1988 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1989                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1990 {
1991         struct zone *zone;
1992
1993         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1994         zone_type++;
1995
1996         do {
1997                 zone_type--;
1998                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1999                 if (populated_zone(zone)) {
2000                         zoneref_set_zone(zone,
2001                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2002                         check_highest_zone(zone_type);
2003                 }
2004
2005         } while (zone_type);
2006         return nr_zones;
2007 }
2008
2009
2010 /*
2011  *  zonelist_order:
2012  *  0 = automatic detection of better ordering.
2013  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2014  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2015  *
2016  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2017  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2018  */
2019 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2020 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2021 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2022
2023 /* zonelist order in the kernel.
2024  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2025  */
2026 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2027 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2028
2029
2030 #ifdef CONFIG_NUMA
2031 /* The value user specified ....changed by config */
2032 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2033 /* string for sysctl */
2034 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2035 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2036
2037 /*
2038  * interface for configure zonelist ordering.
2039  * command line option "numa_zonelist_order"
2040  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2041  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2042  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2043  */
2044
2045 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2046 {
2047         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2048                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2049         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2050                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2051         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2052                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2053         } else {
2054                 printk(KERN_WARNING
2055                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2056                         "%s\n", s);
2057                 return -EINVAL;
2058         }
2059         return 0;
2060 }
2061
2062 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2063 {
2064         if (s)
2065                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2066         return 0;
2067 }
2068 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2069
2070 /*
2071  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2072  */
2073 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2074                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2075                 loff_t *ppos)
2076 {
2077         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2078         int ret;
2079
2080         if (write)
2081                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2082                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2083         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2084         if (ret)
2085                 return ret;
2086         if (write) {
2087                 int oldval = user_zonelist_order;
2088                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2089                         /*
2090                          * bogus value.  restore saved string
2091                          */
2092                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2093                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2094                         user_zonelist_order = oldval;
2095                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2096                         build_all_zonelists();
2097         }
2098         return 0;
2099 }
2100
2101
2102 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2103 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2104
2105 /**
2106  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2107  * @node: node whose fallback list we're appending
2108  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2109  *
2110  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2111  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2112  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2113  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2114  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2115  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2116  * on them otherwise.
2117  * It returns -1 if no node is found.
2118  */
2119 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2120 {
2121         int n, val;
2122         int min_val = INT_MAX;
2123         int best_node = -1;
2124         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2125
2126         /* Use the local node if we haven't already */
2127         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2128                 node_set(node, *used_node_mask);
2129                 return node;
2130         }
2131
2132         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2133
2134                 /* Don't want a node to appear more than once */
2135                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2136                         continue;
2137
2138                 /* Use the distance array to find the distance */
2139                 val = node_distance(node, n);
2140
2141                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2142                 val += (n < node);
2143
2144                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2145                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2146                 if (!cpus_empty(*tmp))
2147                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2148
2149                 /* Slight preference for less loaded node */
2150                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2151                 val += node_load[n];
2152
2153                 if (val < min_val) {
2154                         min_val = val;
2155                         best_node = n;
2156                 }
2157         }
2158
2159         if (best_node >= 0)
2160                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2161
2162         return best_node;
2163 }
2164
2165
2166 /*
2167  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2168  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2169  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2170  */
2171 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2172 {
2173         int j;
2174         struct zonelist *zonelist;
2175
2176         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2177         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2178                 ;
2179         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2180                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2181         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2182         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Build gfp_thisnode zonelists
2187  */
2188 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2189 {
2190         int j;
2191         struct zonelist *zonelist;
2192
2193         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2194         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2195         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2196         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2201  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2202  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2203  * may still exist in local DMA zone.
2204  */
2205 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2206
2207 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2208 {
2209         int pos, j, node;
2210         int zone_type;          /* needs to be signed */
2211         struct zone *z;
2212         struct zonelist *zonelist;
2213
2214         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2215         pos = 0;
2216         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2217                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2218                         node = node_order[j];
2219                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2220                         if (populated_zone(z)) {
2221                                 zoneref_set_zone(z,
2222                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2223                                 check_highest_zone(zone_type);
2224                         }
2225                 }
2226         }
2227         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2228         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2229 }
2230
2231 static int default_zonelist_order(void)
2232 {
2233         int nid, zone_type;
2234         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2235         struct zone *z;
2236         int average_size;
2237         /*
2238          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2239          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2240          * into OOM very easily.
2241          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2242          */
2243         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2244         low_kmem_size = 0;
2245         total_size = 0;
2246         for_each_online_node(nid) {
2247                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2248                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2249                         if (populated_zone(z)) {
2250                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2251                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2252                                 total_size += z->present_pages;
2253                         }
2254                 }
2255         }
2256         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2257             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2258                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2259         /*
2260          * look into each node's config.
2261          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2262          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2263          */
2264         average_size = total_size /
2265                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2266         for_each_online_node(nid) {
2267                 low_kmem_size = 0;
2268                 total_size = 0;
2269                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2270                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2271                         if (populated_zone(z)) {
2272                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2273                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2274                                 total_size += z->present_pages;
2275                         }
2276                 }
2277                 if (low_kmem_size &&
2278                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2279                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2280                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2281         }
2282         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2283 }
2284
2285 static void set_zonelist_order(void)
2286 {
2287         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2288                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2289         else
2290                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2291 }
2292
2293 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2294 {
2295         int j, node, load;
2296         enum zone_type i;
2297         nodemask_t used_mask;
2298         int local_node, prev_node;
2299         struct zonelist *zonelist;
2300         int order = current_zonelist_order;
2301
2302         /* initialize zonelists */
2303         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2304                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2305                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2306                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2307         }
2308
2309         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2310         local_node = pgdat->node_id;
2311         load = num_online_nodes();
2312         prev_node = local_node;
2313         nodes_clear(used_mask);
2314
2315         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2316         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2317         j = 0;
2318
2319         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2320                 int distance = node_distance(local_node, node);
2321
2322                 /*
2323                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2324                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2325                  */
2326                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2327                         zone_reclaim_mode = 1;
2328
2329                 /*
2330                  * We don't want to pressure a particular node.
2331                  * So adding penalty to the first node in same
2332                  * distance group to make it round-robin.
2333                  */
2334                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2335                         node_load[node] = load;
2336
2337                 prev_node = node;
2338                 load--;
2339                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2340                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2341                 else
2342                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2343         }
2344
2345         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2346                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2347                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2348         }
2349
2350         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2351 }
2352
2353 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2354 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2355 {
2356         struct zonelist *zonelist;
2357         struct zonelist_cache *zlc;
2358         struct zoneref *z;
2359
2360         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2361         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2362         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2363         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2364                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2365 }
2366
2367
2368 #else   /* CONFIG_NUMA */
2369
2370 static void set_zonelist_order(void)
2371 {
2372         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2373 }
2374
2375 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2376 {
2377         int node, local_node;
2378         enum zone_type j;
2379         struct zonelist *zonelist;
2380
2381         local_node = pgdat->node_id;
2382
2383         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2384         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2385
2386         /*
2387          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2388          * of all the other nodes.
2389          * We don't want to pressure a particular node, so when
2390          * building the zones for node N, we make sure that the
2391          * zones coming right after the local ones are those from
2392          * node N+1 (modulo N)
2393          */
2394         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2395                 if (!node_online(node))
2396                         continue;
2397                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2398                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2399         }
2400         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2401                 if (!node_online(node))
2402                         continue;
2403                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2404                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2405         }
2406
2407         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2408         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2409 }
2410
2411 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2412 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2413 {
2414         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2415 }
2416
2417 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2418
2419 /* return values int ....just for stop_machine() */
2420 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2421 {
2422         int nid;
2423
2424         for_each_online_node(nid) {
2425                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2426
2427                 build_zonelists(pgdat);
2428                 build_zonelist_cache(pgdat);
2429         }
2430         return 0;
2431 }
2432
2433 void build_all_zonelists(void)
2434 {
2435         set_zonelist_order();
2436
2437         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2438                 __build_all_zonelists(NULL);
2439                 mminit_verify_zonelist();
2440                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2441         } else {
2442                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2443                    of zonelist */
2444                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2445                 /* cpuset refresh routine should be here */
2446         }
2447         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2448         /*
2449          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2450          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2451          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2452          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2453          * disabled and enable it later
2454          */
2455         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2456                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2457         else
2458                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2459
2460         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2461                 "Total pages: %ld\n",
2462                         num_online_nodes(),
2463                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2464                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2465                         vm_total_pages);
2466 #ifdef CONFIG_NUMA
2467         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2468 #endif
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2473  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2474  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2475  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2476  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2477  * conservative, even though it seems large.
2478  *
2479  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2480  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2481  */
2482 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2483
2484 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2485 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2486 {
2487         unsigned long size = 1;
2488
2489         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2490
2491         while (size < pages)
2492                 size <<= 1;
2493
2494         /*
2495          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2496          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2497          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2498          */
2499         size = min(size, 4096UL);
2500
2501         return max(size, 4UL);
2502 }
2503 #else
2504 /*
2505  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2506  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2507  *
2508  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2509  *
2510  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2511  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2512  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2513  *
2514  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2515  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2516  *
2517  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2518  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2519  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2520  */
2521 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2522 {
2523         return 4096UL;
2524 }
2525 #endif
2526
2527 /*
2528  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2529  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2530  * hash function before the remainder is taken.
2531  */
2532 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2533 {
2534         return ffz(~size);
2535 }
2536
2537 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2538
2539 /*
2540  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2541  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2542  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2543  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2544  * blocks as reclaim kicks in
2545  */
2546 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2547 {
2548         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2549         struct page *page;
2550         unsigned long reserve, block_migratetype;
2551
2552         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2553         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2554         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2555         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2556                                                         pageblock_order;
2557
2558         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2559                 if (!pfn_valid(pfn))
2560                         continue;
2561                 page = pfn_to_page(pfn);
2562
2563                 /* Watch out for overlapping nodes */
2564                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2565                         continue;
2566
2567                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2568                 if (PageReserved(page))
2569                         continue;
2570
2571                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2572
2573                 /* If this block is reserved, account for it */
2574                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2575                         reserve--;
2576                         continue;
2577                 }
2578
2579                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2580                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2581                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2582                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2583                         reserve--;
2584                         continue;
2585                 }
2586
2587                 /*
2588                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2589                  * take it back
2590                  */
2591                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2592                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2593                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2594                 }
2595         }
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2600  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2601  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2602  */
2603 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2604                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2605 {
2606         struct page *page;
2607         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2608         unsigned long pfn;
2609         struct zone *z;
2610
2611         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2612         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2613                 /*
2614                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2615                  * handed to this function.  They do not
2616                  * exist on hotplugged memory.
2617                  */
2618                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2619                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2620                                 continue;
2621                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2622                                 continue;
2623                 }
2624                 page = pfn_to_page(pfn);
2625                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2626                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2627                 init_page_count(page);
2628                 reset_page_mapcount(page);
2629                 SetPageReserved(page);
2630                 /*
2631                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2632                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2633                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2634                  * the address space during boot when many long-lived
2635                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2636                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2637                  * setup_zone_migrate_reserve()
2638                  *
2639                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2640                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2641                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2642                  * pfn out of zone.
2643                  */
2644                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2645                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2646                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2647                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2648
2649                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2650 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2651                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2652                 if (!is_highmem_idx(zone))
2653                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2654 #endif
2655         }
2656 }
2657
2658 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2659 {
2660         int order, t;
2661         for_each_migratetype_order(order, t) {
2662                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2663                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2664         }
2665 }
2666
2667 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2668 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2669         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2670 #endif
2671
2672 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2673 {
2674         int batch;
2675
2676         /*
2677          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2678          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2679          *
2680          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2681          */
2682         batch = zone->present_pages / 1024;
2683         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2684                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2685         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2686         if (batch < 1)
2687                 batch = 1;
2688
2689         /*
2690          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2691          * of 2 value was found to be more likely to have
2692          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2693          *
2694          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2695          * batches of pages, one task can end up with a lot
2696          * of pages of one half of the possible page colors
2697          * and the other with pages of the other colors.
2698          */
2699         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2700
2701         return batch;
2702 }
2703
2704 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2705 {
2706         struct per_cpu_pages *pcp;
2707
2708         memset(p, 0, sizeof(*p));
2709
2710         pcp = &p->pcp;
2711         pcp->count = 0;
2712         pcp->high = 6 * batch;
2713         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2714         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2715 }
2716
2717 /*
2718  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2719  * to the value high for the pageset p.
2720  */
2721
2722 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2723                                 unsigned long high)
2724 {
2725         struct per_cpu_pages *pcp;
2726
2727         pcp = &p->pcp;
2728         pcp->high = high;
2729         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2730         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2731                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2732 }
2733
2734
2735 #ifdef CONFIG_NUMA
2736 /*
2737  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2738  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2739  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2740  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2741  * with interrupts disabled.
2742  *
2743  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2744  *
2745  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2746  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2747  * hotplugged processors.
2748  *
2749  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2750  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2751  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2752  */
2753 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2754
2755 /*
2756  * Dynamically allocate memory for the
2757  * per cpu pageset array in struct zone.
2758  */
2759 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2760 {
2761         struct zone *zone, *dzone;
2762         int node = cpu_to_node(cpu);
2763
2764         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2765
2766         for_each_zone(zone) {
2767
2768                 if (!populated_zone(zone))
2769                         continue;
2770
2771                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2772                                          GFP_KERNEL, node);
2773                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2774                         goto bad;
2775
2776                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2777
2778                 if (percpu_pagelist_fraction)
2779                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2780                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2781         }
2782
2783         return 0;
2784 bad:
2785         for_each_zone(dzone) {
2786                 if (!populated_zone(dzone))
2787                         continue;
2788                 if (dzone == zone)
2789                         break;
2790                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2791                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2792         }
2793         return -ENOMEM;
2794 }
2795
2796 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2797 {
2798         struct zone *zone;
2799
2800         for_each_zone(zone) {
2801                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2802
2803                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2804                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2805                         kfree(pset);
2806                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2807         }
2808 }
2809
2810 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2811                 unsigned long action,
2812                 void *hcpu)
2813 {
2814         int cpu = (long)hcpu;
2815         int ret = NOTIFY_OK;
2816
2817         switch (action) {
2818         case CPU_UP_PREPARE:
2819         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2820                 if (process_zones(cpu))
2821                         ret = NOTIFY_BAD;
2822                 break;
2823         case CPU_UP_CANCELED:
2824         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2825         case CPU_DEAD:
2826         case CPU_DEAD_FROZEN:
2827                 free_zone_pagesets(cpu);
2828                 break;
2829         default:
2830                 break;
2831         }
2832         return ret;
2833 }
2834
2835 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2836         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2837
2838 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2839 {
2840         int err;
2841
2842         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2843          * A cpuup callback will do this for every cpu
2844          * as it comes online
2845          */
2846         err = process_zones(smp_processor_id());
2847         BUG_ON(err);
2848         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2849 }
2850
2851 #endif
2852
2853 static noinline __init_refok
2854 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2855 {
2856         int i;
2857         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2858         size_t alloc_size;
2859
2860         /*
2861          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2862          * per zone.
2863          */
2864         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2865                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2866         zone->wait_table_bits =
2867                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2868         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2869                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2870
2871         if (!slab_is_available()) {
2872                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2873                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2874         } else {
2875                 /*
2876                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2877                  * via memory hot-add.
2878                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2879                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2880                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2881                  * node itself as well.
2882                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2883                  * necessary.
2884                  */
2885                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2886         }
2887         if (!zone->wait_table)
2888                 return -ENOMEM;
2889
2890         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2891                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2892
2893         return 0;
2894 }
2895
2896 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2897 {
2898         int cpu;
2899         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2900
2901         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2902 #ifdef CONFIG_NUMA
2903                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2904                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2905                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2906 #else
2907                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2908 #endif
2909         }
2910         if (zone->present_pages)
2911                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2912                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2913 }
2914
2915 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2916                                         unsigned long zone_start_pfn,
2917                                         unsigned long size,
2918                                         enum memmap_context context)
2919 {
2920         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2921         int ret;
2922         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2923         if (ret)
2924                 return ret;
2925         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2926
2927         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2928
2929         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2930                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2931                         pgdat->node_id,
2932                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2933                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2934
2935         zone_init_free_lists(zone);
2936
2937         return 0;
2938 }
2939
2940 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2941 /*
2942  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2943  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2944  */
2945 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2946 {
2947         int i;
2948
2949         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2950                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2951                         return i;
2952
2953         return -1;
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2958  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2959  */
2960 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2961 {
2962         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2963                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2964                         return index;
2965
2966         return -1;
2967 }
2968
2969 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2970 /*
2971  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2972  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2973  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2974  * alternative
2975  */
2976 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2977 {
2978         int i;
2979
2980         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2981                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2982                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2983
2984                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2985                         return early_node_map[i].nid;
2986         }
2987
2988         return 0;
2989 }
2990 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2991
2992 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2993 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2994         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2995                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2996
2997 /**
2998  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2999  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3000  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3001  *
3002  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3003  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3004  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3005  */
3006 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3007                                                 unsigned long max_low_pfn)
3008 {
3009         int i;
3010
3011         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3012                 unsigned long size_pages = 0;
3013                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3014
3015                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3016                         continue;
3017
3018                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3019                         end_pfn = max_low_pfn;
3020
3021                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3022                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3023                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3024                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3025         }
3026 }
3027
3028 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3029 {
3030         int i;
3031         int ret;
3032
3033         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3034                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3035                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3036                 if (ret)
3037                         break;
3038         }
3039 }
3040 /**
3041  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3042  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3043  *
3044  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3045  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3046  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3047  */
3048 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3049 {
3050         int i;
3051
3052         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3053                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3054                                 early_node_map[i].start_pfn,
3055                                 early_node_map[i].end_pfn);
3056 }
3057
3058 /**
3059  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3060  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3061  * @start_pfn: The start pfn of the node
3062  * @end_pfn: The end pfn of the node
3063  *
3064  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3065  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3066  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3067  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3068  * be used later.
3069  */
3070 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3071 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3072                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3073 {
3074         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3075                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3076                         nid, start_pfn, end_pfn);
3077
3078         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3079         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3080                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3081
3082         /* Update the boundaries */
3083         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3084                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3085         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3086                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3087 }
3088
3089 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3090 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3091                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3092 {
3093         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3094                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3095                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3096
3097         /* Return if boundary information has not been provided */
3098         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3099                 return;
3100
3101         /* Check the boundaries and update if necessary */
3102         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3103                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3104         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3105                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3106 }
3107 #else
3108 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3109                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3110
3111 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3112                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3113 #endif
3114
3115
3116 /**
3117  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3118  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3119  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3120  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3121  *
3122  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3123  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3124  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3125  * PFNs will be 0.
3126  */
3127 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3128                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3129 {
3130         int i;
3131         *start_pfn = -1UL;
3132         *end_pfn = 0;
3133
3134         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3135                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3136                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3137         }
3138
3139         if (*start_pfn == -1UL)
3140                 *start_pfn = 0;
3141
3142         /* Push the node boundaries out if requested */
3143         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3144 }
3145
3146 /*
3147  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3148  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3149  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3150  */
3151 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3152 {
3153         int zone_index;
3154         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3155                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3156                         continue;
3157
3158                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3159                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3160                         break;
3161         }
3162
3163         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3164         movable_zone = zone_index;
3165 }
3166
3167 /*
3168  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3169  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3170  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3171  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3172  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3173  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3174  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3175  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3176  */
3177 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3178                                         unsigned long zone_type,
3179                                         unsigned long node_start_pfn,
3180                                         unsigned long node_end_pfn,
3181                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3182                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3183 {
3184         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3185         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3186                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3187                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3188                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3189                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3190                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3191
3192                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3193                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3194                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3195                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3196
3197                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3198                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3199                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3200         }
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3205  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3206  */
3207 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3208                                         unsigned long zone_type,
3209                                         unsigned long *ignored)
3210 {
3211         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3212         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3213
3214         /* Get the start and end of the node and zone */
3215         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3216         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3217         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3218         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3219                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3220                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3221
3222         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3223         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3224                 return 0;
3225
3226         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3227         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3228         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3229
3230         /* Return the spanned pages */
3231         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3236  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3237  */
3238 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3239                                 unsigned long range_start_pfn,
3240                                 unsigned long range_end_pfn)
3241 {
3242         int i = 0;
3243         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3244         unsigned long start_pfn;
3245
3246         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3247         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3248         if (i == -1)
3249                 return 0;
3250
3251         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3252
3253         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3254         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3255                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3256
3257         /* Find all holes for the zone within the node */
3258         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3259
3260                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3261                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3262                         break;
3263
3264                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3265                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3266                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3267
3268                 /* Update the hole size cound and move on */
3269                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3270                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3271                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3272                 }
3273                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3274         }
3275
3276         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3277         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3278                 hole_pages += range_end_pfn -
3279                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3280
3281         return hole_pages;
3282 }
3283
3284 /**
3285  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3286  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3287  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3288  *
3289  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3290  */
3291 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3292                                                         unsigned long end_pfn)
3293 {
3294         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3295 }
3296
3297 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3298 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3299                                         unsigned long zone_type,
3300                                         unsigned long *ignored)
3301 {
3302         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3303         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3304
3305         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3306         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3307                                                         node_start_pfn);
3308         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3309                                                         node_end_pfn);
3310
3311         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3312                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3313                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3314         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3315 }
3316
3317 #else
3318 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3319                                         unsigned long zone_type,
3320                                         unsigned long *zones_size)
3321 {
3322         return zones_size[zone_type];
3323 }
3324
3325 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3326                                                 unsigned long zone_type,
3327                                                 unsigned long *zholes_size)
3328 {
3329         if (!zholes_size)
3330                 return 0;
3331
3332         return zholes_size[zone_type];
3333 }
3334
3335 #endif
3336
3337 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3338                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3339 {
3340         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3341         enum zone_type i;
3342
3343         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3344                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3345                                                                 zones_size);
3346         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3347
3348         realtotalpages = totalpages;
3349         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3350                 realtotalpages -=
3351                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3352                                                                 zholes_size);
3353         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3354         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3355                                                         realtotalpages);
3356 }
3357
3358 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3359 /*
3360  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3361  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3362  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3363  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3364  * bytes.
3365  */
3366 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3367 {
3368         unsigned long usemapsize;
3369
3370         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3371         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3372         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3373         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3374
3375         return usemapsize / 8;
3376 }
3377
3378 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3379                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3380 {
3381         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3382         zone->pageblock_flags = NULL;
3383         if (usemapsize)
3384                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3385 }
3386 #else
3387 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3388                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3389 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3390
3391 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3392
3393 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3394 static inline int pageblock_default_order(void)
3395 {
3396         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3397                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3398
3399         return MAX_ORDER-1;
3400 }
3401
3402 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3403 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3404 {
3405         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3406         if (pageblock_order)
3407                 return;
3408
3409         /*
3410          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3411          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3412          */
3413         pageblock_order = order;
3414 }
3415 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3416
3417 /*
3418  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3419  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3420  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3421  * pageblock_order based on the kernel config
3422  */
3423 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3424 {
3425         return MAX_ORDER-1;
3426 }
3427 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3428
3429 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3430
3431 /*
3432  * Set up the zone data structures:
3433  *   - mark all pages reserved
3434  *   - mark all memory queues empty
3435  *   - clear the memory bitmaps
3436  */
3437 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3438                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3439 {
3440         enum zone_type j;
3441         int nid = pgdat->node_id;
3442         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3443         int ret;
3444
3445         pgdat_resize_init(pgdat);
3446         pgdat->nr_zones = 0;
3447         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3448         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3449         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3450         
3451         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3452                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3453                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3454                 enum lru_list l;
3455
3456                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3457                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3458                                                                 zholes_size);
3459
3460                 /*
3461                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3462                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3463                  * and per-cpu initialisations
3464                  */
3465                 memmap_pages =
3466                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3467                 if (realsize >= memmap_pages) {
3468                         realsize -= memmap_pages;
3469                         if (memmap_pages)
3470                                 printk(KERN_DEBUG
3471                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3472                                        zone_names[j], memmap_pages);
3473                 } else
3474                         printk(KERN_WARNING
3475                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3476                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3477
3478                 /* Account for reserved pages */
3479                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3480                         realsize -= dma_reserve;
3481                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3482                                         zone_names[0], dma_reserve);
3483                 }
3484
3485                 if (!is_highmem_idx(j))
3486                         nr_kernel_pages += realsize;
3487                 nr_all_pages += realsize;
3488
3489                 zone->spanned_pages = size;
3490                 zone->present_pages = realsize;
3491 #ifdef CONFIG_NUMA
3492                 zone->node = nid;
3493                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3494                                                 / 100;
3495                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3496 #endif
3497                 zone->name = zone_names[j];
3498                 spin_lock_init(&zone->lock);
3499                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3500                 zone_seqlock_init(zone);
3501                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3502
3503                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3504
3505                 zone_pcp_init(zone);
3506                 for_each_lru(l) {
3507                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3508                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3509                 }
3510                 zone->recent_rotated[0] = 0;
3511                 zone->recent_rotated[1] = 0;
3512                 zone->recent_scanned[0] = 0;
3513                 zone->recent_scanned[1] = 0;
3514                 zap_zone_vm_stats(zone);
3515                 zone->flags = 0;
3516                 if (!size)
3517                         continue;
3518
3519                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3520                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3521                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3522                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3523                 BUG_ON(ret);
3524                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3525                 zone_start_pfn += size;
3526         }
3527 }
3528
3529 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3530 {
3531         /* Skip empty nodes */
3532         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3533                 return;
3534
3535 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3536         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3537         if (!pgdat->node_mem_map) {
3538                 unsigned long size, start, end;
3539                 struct page *map;
3540
3541                 /*
3542                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3543                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3544                  * for the buddy allocator to function correctly.
3545                  */
3546                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3547                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3548                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3549                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3550                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3551                 if (!map)
3552                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3553                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3554         }
3555 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3556         /*
3557          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3558          */
3559         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3560                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3561 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3562                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3563                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3564 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3565         }
3566 #endif
3567 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3568 }
3569
3570 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3571                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3572 {
3573         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3574
3575         pgdat->node_id = nid;
3576         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3577         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3578
3579         alloc_node_mem_map(pgdat);
3580 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3581         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3582                 nid, (unsigned long)pgdat,
3583                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3584 #endif
3585
3586         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3587 }
3588
3589 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3590
3591 #if MAX_NUMNODES > 1
3592 /*
3593  * Figure out the number of possible node ids.
3594  */
3595 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3596 {
3597         unsigned int node;
3598         unsigned int highest = 0;
3599
3600         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3601                 highest = node;
3602         nr_node_ids = highest + 1;
3603 }
3604 #else
3605 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3606 {
3607 }
3608 #endif
3609
3610 /**
3611  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3612  * @nid: The node ID the range resides on
3613  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3614  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3615  *
3616  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3617  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3618  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3619  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3620  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3621  */
3622 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3623                                                 unsigned long end_pfn)
3624 {
3625         int i;
3626
3627         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3628                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3629                         "%d entries of %d used\n",
3630                         nid, start_pfn, end_pfn,
3631                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3632
3633         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3634
3635         /* Merge with existing active regions if possible */
3636         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3637                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3638                         continue;
3639
3640                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3641                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3642                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3643                         return;
3644
3645                 /* Merge forward if suitable */
3646                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3647                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3648                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3649                         return;
3650                 }
3651
3652                 /* Merge backward if suitable */
3653                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3654                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3655                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3656                         return;
3657                 }
3658         }
3659
3660         /* Check that early_node_map is large enough */
3661         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3662                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3663                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3664                 return;
3665         }
3666
3667         early_node_map[i].nid = nid;
3668         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3669         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3670         nr_nodemap_entries = i + 1;
3671 }
3672
3673 /**
3674  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3675  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3676  * @start_pfn: The new PFN of the range
3677  * @end_pfn: The new PFN of the range
3678  *
3679  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3680  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3681  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3682  * range.
3683  */
3684 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3685                                 unsigned long end_pfn)
3686 {
3687         int i, j;
3688         int removed = 0;
3689
3690         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3691                           nid, start_pfn, end_pfn);
3692
3693         /* Find the old active region end and shrink */
3694         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3695                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3696                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3697                         /* clear it */
3698                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3699                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3700                         removed = 1;
3701                         continue;
3702                 }
3703                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3704                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3705                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3706                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3707                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3708                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3709                         continue;
3710                 }
3711                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3712                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3713                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3714                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3715                         continue;
3716                 }
3717         }
3718
3719         if (!removed)
3720                 return;
3721
3722         /* remove the blank ones */
3723         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3724                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3725                         continue;
3726                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3727                         continue;
3728                 /* we found it, get rid of it */
3729                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3730                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3731                                 sizeof(early_node_map[j]));
3732                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3733                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3734                 nr_nodemap_entries--;
3735         }
3736 }
3737
3738 /**
3739  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3740  *
3741  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3742  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3743  * all currently registered regions.
3744  */
3745 void __init remove_all_active_ranges(void)
3746 {
3747         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3748         nr_nodemap_entries = 0;
3749 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3750         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3751         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3752 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3753 }
3754
3755 /* Compare two active node_active_regions */
3756 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3757 {
3758         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3759         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3760
3761         /* Done this way to avoid overflows */
3762         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3763                 return 1;
3764         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3765                 return -1;
3766
3767         return 0;
3768 }
3769
3770 /* sort the node_map by start_pfn */
3771 static void __init sort_node_map(void)
3772 {
3773         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3774                         sizeof(struct node_active_region),
3775                         cmp_node_active_region, NULL);
3776 }
3777
3778 /* Find the lowest pfn for a node */
3779 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3780 {
3781         int i;
3782         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3783
3784         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3785         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3786                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3787
3788         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3789                 printk(KERN_WARNING
3790                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3791                 return 0;
3792         }
3793
3794         return min_pfn;
3795 }
3796
3797 /**
3798  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3799  *
3800  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3801  * add_active_range().
3802  */
3803 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3804 {
3805         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3806 }
3807
3808 /*
3809  * early_calculate_totalpages()
3810  * Sum pages in active regions for movable zone.
3811  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3812  */
3813 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3814 {
3815         int i;
3816         unsigned long totalpages = 0;
3817
3818         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3819                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3820                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3821                 totalpages += pages;
3822                 if (pages)
3823                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3824         }
3825         return totalpages;
3826 }
3827
3828 /*
3829  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3830  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3831  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3832  * others
3833  */
3834 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3835 {
3836         int i, nid;
3837         unsigned long usable_startpfn;
3838         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3839         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3840         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3841
3842         /*
3843          * If movablecore was specified, calculate what size of
3844          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3845          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3846          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3847          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3848          * what movablecore would have allowed.
3849          */
3850         if (required_movablecore) {
3851                 unsigned long corepages;
3852
3853                 /*
3854                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3855                  * was requested by the user
3856                  */
3857                 required_movablecore =
3858                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3859                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3860
3861                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3862         }
3863
3864         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3865         if (!required_kernelcore)
3866                 return;
3867
3868         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3869         find_usable_zone_for_movable();
3870         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3871
3872 restart:
3873         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3874         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3875         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3876                 /*
3877                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3878                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3879                  * amount of memory for the kernel
3880                  */
3881                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3882                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3883
3884                 /*
3885                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3886                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3887                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3888                  */
3889                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3890
3891                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3892                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3893                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3894                         unsigned long size_pages;
3895
3896                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3897                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3898                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3899                         if (start_pfn >= end_pfn)
3900                                 continue;
3901
3902                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3903                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3904                                 unsigned long kernel_pages;
3905                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3906                                                                 - start_pfn;
3907
3908                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3909                                                         kernelcore_remaining);
3910                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3911                                                         required_kernelcore);
3912
3913                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3914                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3915
3916                                         /*
3917                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3918                                          * that if we have to rebalance
3919                                          * kernelcore across nodes, we will
3920                                          * not double account here
3921                                          */
3922                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3923                                         continue;
3924                                 }
3925                                 start_pfn = usable_startpfn;
3926                         }
3927
3928                         /*
3929                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3930                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3931                          * number of pages used as kernelcore
3932                          */
3933                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3934                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3935                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3936                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3937
3938                         /*
3939                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3940                          * break if the kernelcore for this node has been
3941                          * satisified
3942                          */
3943                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3944                                                                 size_pages);
3945                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3946                         if (!kernelcore_remaining)
3947                                 break;
3948                 }
3949         }
3950
3951         /*
3952          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3953          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3954          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3955          * satisified
3956          */
3957         usable_nodes--;
3958         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3959                 goto restart;
3960
3961         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3962         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3963                 zone_movable_pfn[nid] =
3964                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3965 }
3966
3967 /* Any regular memory on that node ? */
3968 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3969 {
3970 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3971         enum zone_type zone_type;
3972
3973         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3974                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3975                 if (zone->present_pages)
3976                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3977         }
3978 #endif
3979 }
3980
3981 /**
3982  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3983  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3984  *
3985  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3986  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3987  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3988  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3989  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3990  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3991  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3992  * at arch_max_dma_pfn.
3993  */
3994 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3995 {
3996         unsigned long nid;
3997         int i;
3998
3999         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4000         sort_node_map();
4001
4002         /* Record where the zone boundaries are */
4003         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4004                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4005         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4006                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4007         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4008         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4009         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4010                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4011                         continue;
4012                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4013                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4014                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4015                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4016         }
4017         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4018         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4019
4020         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4021         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4022         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4023
4024         /* Print out the zone ranges */
4025         printk("Zone PFN ranges:\n");
4026         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4027                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4028                         continue;
4029                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4030                                 zone_names[i],
4031                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4032                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4033         }
4034
4035         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4036         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4037         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4038                 if (zone_movable_pfn[i])
4039                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4040         }
4041
4042         /* Print out the early_node_map[] */
4043         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4044         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4045                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4046                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4047                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4048
4049         /* Initialise every node */
4050         mminit_verify_pageflags_layout();
4051         setup_nr_node_ids();
4052         for_each_online_node(nid) {
4053                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4054                 free_area_init_node(nid, NULL,
4055                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4056
4057                 /* Any memory on that node */
4058                 if (pgdat->node_present_pages)
4059                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4060                 check_for_regular_memory(pgdat);
4061         }
4062 }
4063
4064 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4065 {
4066         unsigned long long coremem;
4067         if (!p)
4068                 return -EINVAL;
4069
4070         coremem = memparse(p, &p);
4071         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4072
4073         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4074         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4075
4076         return 0;
4077 }
4078
4079 /*
4080  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4081  * cannot be reclaimed or migrated.
4082  */
4083 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4084 {
4085         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4086 }
4087
4088 /*
4089  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4090  * can be reclaimed or migrated.
4091  */
4092 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4093 {
4094         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4095 }
4096
4097 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4098 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4099
4100 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4101
4102 /**
4103  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4104  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4105  *
4106  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4107  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4108  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4109  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4110  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4111  * smaller per-cpu batchsize.
4112  */
4113 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4114 {
4115         dma_reserve = new_dma_reserve;
4116 }
4117
4118 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4119 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4120 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4121 #endif
4122
4123 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4124 {
4125         free_area_init_node(0, zones_size,
4126                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4127 }
4128
4129 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4130                                  unsigned long action, void *hcpu)
4131 {
4132         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4133
4134         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4135                 drain_pages(cpu);
4136
4137                 /*
4138                  * Spill the event counters of the dead processor
4139                  * into the current processors event counters.
4140                  * This artificially elevates the count of the current
4141                  * processor.
4142                  */
4143                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4144
4145                 /*
4146                  * Zero the differential counters of the dead processor
4147                  * so that the vm statistics are consistent.
4148                  *
4149                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4150                  * race with what we are doing.
4151                  */
4152                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4153         }
4154         return NOTIFY_OK;
4155 }
4156
4157 void __init page_alloc_init(void)
4158 {
4159         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4160 }
4161
4162 /*
4163  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4164  *      or min_free_kbytes changes.
4165  */
4166 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4167 {
4168         struct pglist_data *pgdat;
4169         unsigned long reserve_pages = 0;
4170         enum zone_type i, j;
4171
4172         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4173                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4174                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4175                         unsigned long max = 0;
4176
4177                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4178                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4179                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4180                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4181                         }
4182
4183                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4184                         max += zone->pages_high;
4185
4186                         if (max > zone->present_pages)
4187                                 max = zone->present_pages;
4188                         reserve_pages += max;
4189                 }
4190         }
4191         totalreserve_pages = reserve_pages;
4192 }
4193
4194 /*
4195  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4196  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4197  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4198  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4199  */
4200 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4201 {
4202         struct pglist_data *pgdat;
4203         enum zone_type j, idx;
4204
4205         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4206                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4207                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4208                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4209
4210                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4211
4212                         idx = j;
4213                         while (idx) {
4214                                 struct zone *lower_zone;
4215
4216                                 idx--;
4217
4218                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4219                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4220
4221                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4222                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4223                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4224                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4225                         }
4226                 }
4227         }
4228
4229         /* update totalreserve_pages */
4230         calculate_totalreserve_pages();
4231 }
4232
4233 /**
4234  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4235  *
4236  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4237  * with respect to min_free_kbytes.
4238  */
4239 void setup_per_zone_pages_min(void)
4240 {
4241         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4242         unsigned long lowmem_pages = 0;
4243         struct zone *zone;
4244         unsigned long flags;
4245
4246         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4247         for_each_zone(zone) {
4248                 if (!is_highmem(zone))
4249                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4250         }
4251
4252         for_each_zone(zone) {
4253                 u64 tmp;
4254
4255                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4256                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4257                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4258                 if (is_highmem(zone)) {
4259                         /*
4260                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4261                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4262                          * value here.
4263                          *
4264                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4265                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4266                          * not be capped for highmem.
4267                          */
4268                         int min_pages;
4269
4270                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4271                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4272                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4273                         if (min_pages > 128)
4274                                 min_pages = 128;
4275                         zone->pages_min = min_pages;
4276                 } else {
4277                         /*
4278                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4279                          * proportionate to the zone's size.
4280                          */
4281                         zone->pages_min = tmp;
4282                 }
4283
4284                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4285                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4286                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4287                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4288         }
4289
4290         /* update totalreserve_pages */
4291         calculate_totalreserve_pages();
4292 }
4293
4294 /**
4295  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4296  *
4297  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4298  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4299  * to be referenced again before it is swapped out.
4300  *
4301  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4302  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4303  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4304  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4305  *
4306  * total     target    max
4307  * memory    ratio     inactive anon
4308  * -------------------------------------
4309  *   10MB       1         5MB
4310  *  100MB       1        50MB
4311  *    1GB       3       250MB
4312  *   10GB      10       0.9GB
4313  *  100GB      31         3GB
4314  *    1TB     101        10GB
4315  *   10TB     320        32GB
4316  */
4317 void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4318 {
4319         struct zone *zone;
4320
4321         for_each_zone(zone) {
4322                 unsigned int gb, ratio;
4323
4324                 /* Zone size in gigabytes */
4325                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4326                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4327                 if (!ratio)
4328                         ratio = 1;
4329
4330                 zone->inactive_ratio = ratio;
4331         }
4332 }
4333
4334 /*
4335  * Initialise min_free_kbytes.
4336  *
4337  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4338  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4339  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4340  *
4341  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4342  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4343  *
4344  * which yields
4345  *
4346  * 16MB:        512k
4347  * 32MB:        724k
4348  * 64MB:        1024k
4349  * 128MB:       1448k
4350  * 256MB:       2048k
4351  * 512MB:       2896k
4352  * 1024MB:      4096k
4353  * 2048MB:      5792k
4354  * 4096MB:      8192k
4355  * 8192MB:      11584k
4356  * 16384MB:     16384k
4357  */
4358 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4359 {
4360         unsigned long lowmem_kbytes;
4361
4362         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4363
4364         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4365         if (min_free_kbytes < 128)
4366                 min_free_kbytes = 128;
4367         if (min_free_kbytes > 65536)
4368                 min_free_kbytes = 65536;
4369         setup_per_zone_pages_min();
4370         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4371         setup_per_zone_inactive_ratio();
4372         return 0;
4373 }
4374 module_init(init_per_zone_pages_min)
4375
4376 /*
4377  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4378  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4379  *      changes.
4380  */
4381 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4382         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4383 {
4384         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4385         if (write)
4386                 setup_per_zone_pages_min();
4387         return 0;
4388 }
4389
4390 #ifdef CONFIG_NUMA
4391 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4392         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4393 {
4394         struct zone *zone;
4395         int rc;
4396
4397         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4398         if (rc)
4399                 return rc;
4400
4401         for_each_zone(zone)
4402                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4403                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4404         return 0;
4405 }
4406
4407 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4408         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4409 {
4410         struct zone *zone;
4411         int rc;
4412
4413         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4414         if (rc)
4415                 return rc;
4416
4417         for_each_zone(zone)
4418                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4419                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4420         return 0;
4421 }
4422 #endif
4423
4424 /*
4425  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4426  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4427  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4428  *
4429  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4430  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4431  * if in function of the boot time zone sizes.
4432  */
4433 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4434         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4435 {
4436         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4437         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4438         return 0;
4439 }
4440
4441 /*
4442  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4443  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4444  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4445  */
4446
4447 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4448         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4449 {
4450         struct zone *zone;
4451         unsigned int cpu;
4452         int ret;
4453
4454         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4455         if (!write || (ret == -EINVAL))
4456                 return ret;
4457         for_each_zone(zone) {
4458                 for_each_online_cpu(cpu) {
4459                         unsigned long  high;
4460                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4461                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4462                 }
4463         }
4464         return 0;
4465 }
4466
4467 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4468
4469 #ifdef CONFIG_NUMA
4470 static int __init set_hashdist(char *str)
4471 {
4472         if (!str)
4473                 return 0;
4474         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4475         return 1;
4476 }
4477 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4478 #endif
4479
4480 /*
4481  * allocate a large system hash table from bootmem
4482  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4483  *   quantity of entries
4484  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4485  */
4486 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4487                                      unsigned long bucketsize,
4488                                      unsigned long numentries,
4489                                      int scale,
4490                                      int flags,
4491                                      unsigned int *_hash_shift,
4492                                      unsigned int *_hash_mask,
4493                                      unsigned long limit)
4494 {
4495         unsigned long long max = limit;
4496         unsigned long log2qty, size;
4497         void *table = NULL;
4498
4499         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4500         if (!numentries) {
4501                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4502                 numentries = nr_kernel_pages;
4503                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4504                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4505                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4506
4507                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4508                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4509                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4510                 else
4511                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4512
4513                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4514                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4515                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4516         }
4517         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4518
4519         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4520         if (max == 0) {
4521                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4522                 do_div(max, bucketsize);
4523         }
4524
4525         if (numentries > max)
4526                 numentries = max;
4527
4528         log2qty = ilog2(numentries);
4529
4530         do {
4531                 size = bucketsize << log2qty;
4532                 if (flags & HASH_EARLY)
4533                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4534                 else if (hashdist)
4535                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4536                 else {
4537                         unsigned long order = get_order(size);
4538                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4539                         /*
4540                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4541                          * some pages at the end of hash table.
4542                          */
4543                         if (table) {
4544                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4545                                                 (PAGE_SIZE << order);
4546                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4547                                                 PAGE_ALIGN(size);
4548                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4549                                 while (used < alloc_end) {
4550                                         free_page(used);
4551                                         used += PAGE_SIZE;
4552                                 }
4553                         }
4554                 }
4555         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4556
4557         if (!table)
4558                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4559
4560         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4561                tablename,
4562                (1U << log2qty),
4563                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4564                size);
4565
4566         if (_hash_shift)
4567                 *_hash_shift = log2qty;
4568         if (_hash_mask)
4569                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4570
4571         return table;
4572 }
4573
4574 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4575 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4576 {
4577         return __pfn_to_page(pfn);
4578 }
4579 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4580 {
4581         return __page_to_pfn(page);
4582 }
4583 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4584 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4585 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4586
4587 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4588 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4589                                                         unsigned long pfn)
4590 {
4591 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4592         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4593 #else
4594         return zone->pageblock_flags;
4595 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4596 }
4597
4598 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4599 {
4600 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4601         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4602         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4603 #else
4604         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4605         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4606 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4607 }
4608
4609 /**
4610  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4611  * @page: The page within the block of interest
4612  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4613  * @end_bitidx: The last bit of interest
4614  * returns pageblock_bits flags
4615  */
4616 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4617                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4618 {
4619         struct zone *zone;
4620         unsigned long *bitmap;
4621         unsigned long pfn, bitidx;
4622         unsigned long flags = 0;
4623         unsigned long value = 1;
4624
4625         zone = page_zone(page);
4626         pfn = page_to_pfn(page);
4627         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4628         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4629
4630         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4631                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4632                         flags |= value;
4633
4634         return flags;
4635 }
4636
4637 /**
4638  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4639  * @page: The page within the block of interest
4640  * @start_bitidx: The first bit of interest
4641  * @end_bitidx: The last bit of interest
4642  * @flags: The flags to set
4643  */
4644 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4645                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4646 {
4647         struct zone *zone;
4648         unsigned long *bitmap;
4649         unsigned long pfn, bitidx;
4650         unsigned long value = 1;
4651
4652         zone = page_zone(page);
4653         pfn = page_to_pfn(page);
4654         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4655         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4656         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4657         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4658
4659         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4660                 if (flags & value)
4661                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4662                 else
4663                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4664 }
4665
4666 /*
4667  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4668  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4669  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4670  */
4671
4672 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4673 {
4674         struct zone *zone;
4675         unsigned long flags;
4676         int ret = -EBUSY;
4677
4678         zone = page_zone(page);
4679         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4680         /*
4681          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4682          */
4683         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4684                 goto out;
4685         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4686         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4687         ret = 0;
4688 out:
4689         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4690         if (!ret)
4691                 drain_all_pages();
4692         return ret;
4693 }
4694
4695 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4696 {
4697         struct zone *zone;
4698         unsigned long flags;
4699         zone = page_zone(page);
4700         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4701         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4702                 goto out;
4703         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4704         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4705 out:
4706         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4707 }
4708
4709 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4710 /*
4711  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4712  */
4713 void
4714 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4715 {
4716         struct page *page;
4717         struct zone *zone;
4718         int order, i;
4719         unsigned long pfn;
4720         unsigned long flags;
4721         /* find the first valid pfn */
4722         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4723                 if (pfn_valid(pfn))
4724                         break;
4725         if (pfn == end_pfn)
4726                 return;
4727         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4728         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4729         pfn = start_pfn;
4730         while (pfn < end_pfn) {
4731                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4732                         pfn++;
4733                         continue;
4734                 }
4735                 page = pfn_to_page(pfn);
4736                 BUG_ON(page_count(page));
4737                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4738                 order = page_order(page);
4739 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4740                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4741                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4742 #endif
4743                 list_del(&page->lru);
4744                 rmv_page_order(page);
4745                 zone->free_area[order].nr_free--;
4746                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4747                                       - (1UL << order));
4748                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4749                         SetPageReserved((page+i));
4750                 pfn += (1 << order);
4751         }
4752         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4753 }
4754 #endif