Merge branch 'for-linus' of git://oss.sgi.com:8090/xfs/xfs-2.6
[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/memcontrol.h>
48
49 #include <asm/tlbflush.h>
50 #include <asm/div64.h>
51 #include "internal.h"
52
53 /*
54  * Array of node states.
55  */
56 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
57         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
58         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
59 #ifndef CONFIG_NUMA
60         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
62         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #endif
64         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif  /* NUMA */
66 };
67 EXPORT_SYMBOL(node_states);
68
69 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
70 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
71 long nr_swap_pages;
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   unsigned long __initdata required_kernelcore;
156   static unsigned long __initdata required_movablecore;
157   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         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
226
227         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
228                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
229                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
230                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
231                 page_mapcount(page), page_count(page));
232         if (pc) {
233                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
234                 page_reset_bad_cgroup(page);
235         }
236         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
237                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
238         dump_stack();
239         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
240                         1 << PG_private |
241                         1 << PG_locked  |
242                         1 << PG_active  |
243                         1 << PG_dirty   |
244                         1 << PG_reclaim |
245                         1 << PG_slab    |
246                         1 << PG_swapcache |
247                         1 << PG_writeback |
248                         1 << PG_buddy );
249         set_page_count(page, 0);
250         reset_page_mapcount(page);
251         page->mapping = NULL;
252         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
253 }
254
255 /*
256  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
257  *
258  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
259  *
260  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
261  *
262  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
263  * the head page (even the head page has this).
264  *
265  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
266  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
267  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
268  */
269
270 static void free_compound_page(struct page *page)
271 {
272         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
273 }
274
275 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
276 {
277         int i;
278         int nr_pages = 1 << order;
279
280         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
281         set_compound_order(page, order);
282         __SetPageHead(page);
283         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
284                 struct page *p = page + i;
285
286                 __SetPageTail(p);
287                 p->first_page = page;
288         }
289 }
290
291 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
292 {
293         int i;
294         int nr_pages = 1 << order;
295
296         if (unlikely(compound_order(page) != order))
297                 bad_page(page);
298
299         if (unlikely(!PageHead(page)))
300                         bad_page(page);
301         __ClearPageHead(page);
302         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
303                 struct page *p = page + i;
304
305                 if (unlikely(!PageTail(p) |
306                                 (p->first_page != page)))
307                         bad_page(page);
308                 __ClearPageTail(p);
309         }
310 }
311
312 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
313 {
314         int i;
315
316         /*
317          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
318          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
319          */
320         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
321         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
322                 clear_highpage(page + i);
323 }
324
325 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
326 {
327         set_page_private(page, order);
328         __SetPageBuddy(page);
329 }
330
331 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
332 {
333         __ClearPageBuddy(page);
334         set_page_private(page, 0);
335 }
336
337 /*
338  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
339  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
340  *
341  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
342  * the following equation:
343  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
344  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
345  * 1 buddy is #10:
346  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
347  *
348  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
349  * satisfies the following equation:
350  *     P = B & ~(1 << O)
351  *
352  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
353  */
354 static inline struct page *
355 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
356 {
357         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
358
359         return page + (buddy_idx - page_idx);
360 }
361
362 static inline unsigned long
363 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
364 {
365         return (page_idx & ~(1 << order));
366 }
367
368 /*
369  * This function checks whether a page is free && is the buddy
370  * we can do coalesce a page and its buddy if
371  * (a) the buddy is not in a hole &&
372  * (b) the buddy is in the buddy system &&
373  * (c) a page and its buddy have the same order &&
374  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
375  *
376  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
377  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
378  *
379  * For recording page's order, we use page_private(page).
380  */
381 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
382                                                                 int order)
383 {
384         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
385                 return 0;
386
387         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
388                 return 0;
389
390         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
391                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
392                 return 1;
393         }
394         return 0;
395 }
396
397 /*
398  * Freeing function for a buddy system allocator.
399  *
400  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
401  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
402  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
403  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
404  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
405  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
406  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
407  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
408  * parts of the VM system.
409  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
410  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
411  * order is recorded in page_private(page) field.
412  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
413  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
414  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
415  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
416  * triggers coalescing into a block of larger size.            
417  *
418  * -- wli
419  */
420
421 static inline void __free_one_page(struct page *page,
422                 struct zone *zone, unsigned int order)
423 {
424         unsigned long page_idx;
425         int order_size = 1 << order;
426         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
427
428         if (unlikely(PageCompound(page)))
429                 destroy_compound_page(page, order);
430
431         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
432
433         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
434         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
435
436         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
437         while (order < MAX_ORDER-1) {
438                 unsigned long combined_idx;
439                 struct page *buddy;
440
441                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
442                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
443                         break;          /* Move the buddy up one level. */
444
445                 list_del(&buddy->lru);
446                 zone->free_area[order].nr_free--;
447                 rmv_page_order(buddy);
448                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
449                 page = page + (combined_idx - page_idx);
450                 page_idx = combined_idx;
451                 order++;
452         }
453         set_page_order(page, order);
454         list_add(&page->lru,
455                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
456         zone->free_area[order].nr_free++;
457 }
458
459 static inline int free_pages_check(struct page *page)
460 {
461         if (unlikely(page_mapcount(page) |
462                 (page->mapping != NULL)  |
463                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
464                 (page_count(page) != 0)  |
465                 (page->flags & (
466                         1 << PG_lru     |
467                         1 << PG_private |
468                         1 << PG_locked  |
469                         1 << PG_active  |
470                         1 << PG_slab    |
471                         1 << PG_swapcache |
472                         1 << PG_writeback |
473                         1 << PG_reserved |
474                         1 << PG_buddy ))))
475                 bad_page(page);
476         if (PageDirty(page))
477                 __ClearPageDirty(page);
478         /*
479          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
480          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
481          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
482          */
483         return PageReserved(page);
484 }
485
486 /*
487  * Frees a list of pages. 
488  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
489  * count is the number of pages to free.
490  *
491  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
492  * see if this freeing clears that state.
493  *
494  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
495  * pinned" detection logic.
496  */
497 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
498                                         struct list_head *list, int order)
499 {
500         spin_lock(&zone->lock);
501         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
502         zone->pages_scanned = 0;
503         while (count--) {
504                 struct page *page;
505
506                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
507                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
508                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
509                 list_del(&page->lru);
510                 __free_one_page(page, zone, order);
511         }
512         spin_unlock(&zone->lock);
513 }
514
515 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
516 {
517         spin_lock(&zone->lock);
518         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
519         zone->pages_scanned = 0;
520         __free_one_page(page, zone, order);
521         spin_unlock(&zone->lock);
522 }
523
524 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
525 {
526         unsigned long flags;
527         int i;
528         int reserved = 0;
529
530         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
531                 reserved += free_pages_check(page + i);
532         if (reserved)
533                 return;
534
535         if (!PageHighMem(page))
536                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
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 __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_get_page_cgroup(page) != NULL) |
614                 (page_count(page) != 0)  |
615                 (page->flags & (
616                         1 << PG_lru     |
617                         1 << PG_private |
618                         1 << PG_locked  |
619                         1 << PG_active  |
620                         1 << PG_dirty   |
621                         1 << PG_slab    |
622                         1 << PG_swapcache |
623                         1 << PG_writeback |
624                         1 << PG_reserved |
625                         1 << PG_buddy ))))
626                 bad_page(page);
627
628         /*
629          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
630          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
631          */
632         if (PageReserved(page))
633                 return 1;
634
635         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
636                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
637                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
638         set_page_private(page, 0);
639         set_page_refcounted(page);
640
641         arch_alloc_page(page, order);
642         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
643
644         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
645                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
646
647         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
648                 prep_compound_page(page, order);
649
650         return 0;
651 }
652
653 /*
654  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
655  * the smallest available page from the freelists
656  */
657 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
658                                                 int migratetype)
659 {
660         unsigned int current_order;
661         struct free_area * area;
662         struct page *page;
663
664         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
665         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
666                 area = &(zone->free_area[current_order]);
667                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
668                         continue;
669
670                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
671                                                         struct page, lru);
672                 list_del(&page->lru);
673                 rmv_page_order(page);
674                 area->nr_free--;
675                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
676                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
677                 return page;
678         }
679
680         return NULL;
681 }
682
683
684 /*
685  * This array describes the order lists are fallen back to when
686  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
687  */
688 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
689         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
690         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
691         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
692         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
693 };
694
695 /*
696  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
697  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
698  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
699  */
700 int move_freepages(struct zone *zone,
701                         struct page *start_page, struct page *end_page,
702                         int migratetype)
703 {
704         struct page *page;
705         unsigned long order;
706         int pages_moved = 0;
707
708 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
709         /*
710          * page_zone is not safe to call in this context when
711          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
712          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
713          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
714          * grouping pages by mobility
715          */
716         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
717 #endif
718
719         for (page = start_page; page <= end_page;) {
720                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
721                         page++;
722                         continue;
723                 }
724
725                 if (!PageBuddy(page)) {
726                         page++;
727                         continue;
728                 }
729
730                 order = page_order(page);
731                 list_del(&page->lru);
732                 list_add(&page->lru,
733                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
734                 page += 1 << order;
735                 pages_moved += 1 << order;
736         }
737
738         return pages_moved;
739 }
740
741 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
742 {
743         unsigned long start_pfn, end_pfn;
744         struct page *start_page, *end_page;
745
746         start_pfn = page_to_pfn(page);
747         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
748         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
749         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
750         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
751
752         /* Do not cross zone boundaries */
753         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
754                 start_page = page;
755         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
756                 return 0;
757
758         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
759 }
760
761 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
762 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
763                                                 int start_migratetype)
764 {
765         struct free_area * area;
766         int current_order;
767         struct page *page;
768         int migratetype, i;
769
770         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
771         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
772                                                 --current_order) {
773                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
774                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
775
776                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
777                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
778                                 continue;
779
780                         area = &(zone->free_area[current_order]);
781                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
782                                 continue;
783
784                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
785                                         struct page, lru);
786                         area->nr_free--;
787
788                         /*
789                          * If breaking a large block of pages, move all free
790                          * pages to the preferred allocation list. If falling
791                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
792                          * agressive about taking ownership of free pages
793                          */
794                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
795                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
796                                 unsigned long pages;
797                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
798                                                                 start_migratetype);
799
800                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
801                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
802                                         set_pageblock_migratetype(page,
803                                                                 start_migratetype);
804
805                                 migratetype = start_migratetype;
806                         }
807
808                         /* Remove the page from the freelists */
809                         list_del(&page->lru);
810                         rmv_page_order(page);
811                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
812                                                         -(1UL << order));
813
814                         if (current_order == pageblock_order)
815                                 set_pageblock_migratetype(page,
816                                                         start_migratetype);
817
818                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
819                         return page;
820                 }
821         }
822
823         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
824         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
825 }
826
827 /*
828  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
829  * Call me with the zone->lock already held.
830  */
831 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
832                                                 int migratetype)
833 {
834         struct page *page;
835
836         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
837
838         if (unlikely(!page))
839                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
840
841         return page;
842 }
843
844 /* 
845  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
846  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
847  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
848  */
849 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
850                         unsigned long count, struct list_head *list,
851                         int migratetype)
852 {
853         int i;
854         
855         spin_lock(&zone->lock);
856         for (i = 0; i < count; ++i) {
857                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
858                 if (unlikely(page == NULL))
859                         break;
860
861                 /*
862                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
863                  * in physical page order. The page is added to the callers and
864                  * list and the list head then moves forward. From the callers
865                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
866                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
867                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
868                  * properly.
869                  */
870                 list_add(&page->lru, list);
871                 set_page_private(page, migratetype);
872                 list = &page->lru;
873         }
874         spin_unlock(&zone->lock);
875         return i;
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_NUMA
879 /*
880  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
881  * currently executing processor on remote nodes after they have
882  * expired.
883  *
884  * Note that this function must be called with the thread pinned to
885  * a single processor.
886  */
887 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
888 {
889         unsigned long flags;
890         int to_drain;
891
892         local_irq_save(flags);
893         if (pcp->count >= pcp->batch)
894                 to_drain = pcp->batch;
895         else
896                 to_drain = pcp->count;
897         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
898         pcp->count -= to_drain;
899         local_irq_restore(flags);
900 }
901 #endif
902
903 /*
904  * Drain pages of the indicated processor.
905  *
906  * The processor must either be the current processor and the
907  * thread pinned to the current processor or a processor that
908  * is not online.
909  */
910 static void drain_pages(unsigned int cpu)
911 {
912         unsigned long flags;
913         struct zone *zone;
914
915         for_each_zone(zone) {
916                 struct per_cpu_pageset *pset;
917                 struct per_cpu_pages *pcp;
918
919                 if (!populated_zone(zone))
920                         continue;
921
922                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
923
924                 pcp = &pset->pcp;
925                 local_irq_save(flags);
926                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
927                 pcp->count = 0;
928                 local_irq_restore(flags);
929         }
930 }
931
932 /*
933  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
934  */
935 void drain_local_pages(void *arg)
936 {
937         drain_pages(smp_processor_id());
938 }
939
940 /*
941  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
942  */
943 void drain_all_pages(void)
944 {
945         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 0, 1);
946 }
947
948 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
949
950 void mark_free_pages(struct zone *zone)
951 {
952         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
953         unsigned long flags;
954         int order, t;
955         struct list_head *curr;
956
957         if (!zone->spanned_pages)
958                 return;
959
960         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
961
962         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
963         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
964                 if (pfn_valid(pfn)) {
965                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
966
967                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
968                                 swsusp_unset_page_free(page);
969                 }
970
971         for_each_migratetype_order(order, t) {
972                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
973                         unsigned long i;
974
975                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
976                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
977                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
978                 }
979         }
980         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
981 }
982 #endif /* CONFIG_PM */
983
984 /*
985  * Free a 0-order page
986  */
987 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
988 {
989         struct zone *zone = page_zone(page);
990         struct per_cpu_pages *pcp;
991         unsigned long flags;
992
993         if (PageAnon(page))
994                 page->mapping = NULL;
995         if (free_pages_check(page))
996                 return;
997
998         if (!PageHighMem(page))
999                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1000         arch_free_page(page, 0);
1001         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1002
1003         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1004         local_irq_save(flags);
1005         __count_vm_event(PGFREE);
1006         if (cold)
1007                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1008         else
1009                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1010         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1011         pcp->count++;
1012         if (pcp->count >= pcp->high) {
1013                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1014                 pcp->count -= pcp->batch;
1015         }
1016         local_irq_restore(flags);
1017         put_cpu();
1018 }
1019
1020 void free_hot_page(struct page *page)
1021 {
1022         free_hot_cold_page(page, 0);
1023 }
1024         
1025 void free_cold_page(struct page *page)
1026 {
1027         free_hot_cold_page(page, 1);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1032  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1033  * Each sub-page must be freed individually.
1034  *
1035  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1036  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1037  */
1038 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1039 {
1040         int i;
1041
1042         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1043         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1044         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1045                 set_page_refcounted(page + i);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1050  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1051  * or two.
1052  */
1053 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1054                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         struct page *page;
1058         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1059         int cpu;
1060         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1061
1062 again:
1063         cpu  = get_cpu();
1064         if (likely(order == 0)) {
1065                 struct per_cpu_pages *pcp;
1066
1067                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1068                 local_irq_save(flags);
1069                 if (!pcp->count) {
1070                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1071                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1072                         if (unlikely(!pcp->count))
1073                                 goto failed;
1074                 }
1075
1076                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1077                 if (cold) {
1078                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1079                                 if (page_private(page) == migratetype)
1080                                         break;
1081                 } else {
1082                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1083                                 if (page_private(page) == migratetype)
1084                                         break;
1085                 }
1086
1087                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1088                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1089                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1090                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1091                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1092                 }
1093
1094                 list_del(&page->lru);
1095                 pcp->count--;
1096         } else {
1097                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1098                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1099                 spin_unlock(&zone->lock);
1100                 if (!page)
1101                         goto failed;
1102         }
1103
1104         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1105         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1106         local_irq_restore(flags);
1107         put_cpu();
1108
1109         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1110         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1111                 goto again;
1112         return page;
1113
1114 failed:
1115         local_irq_restore(flags);
1116         put_cpu();
1117         return NULL;
1118 }
1119
1120 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1121 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1122 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1123 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1124 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1125 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1126 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1127
1128 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1129
1130 static struct fail_page_alloc_attr {
1131         struct fault_attr attr;
1132
1133         u32 ignore_gfp_highmem;
1134         u32 ignore_gfp_wait;
1135         u32 min_order;
1136
1137 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1138
1139         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1140         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1141         struct dentry *min_order_file;
1142
1143 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1144
1145 } fail_page_alloc = {
1146         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1147         .ignore_gfp_wait = 1,
1148         .ignore_gfp_highmem = 1,
1149         .min_order = 1,
1150 };
1151
1152 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1153 {
1154         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1155 }
1156 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1157
1158 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1159 {
1160         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1161                 return 0;
1162         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1163                 return 0;
1164         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1165                 return 0;
1166         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1167                 return 0;
1168
1169         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1170 }
1171
1172 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1173
1174 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1175 {
1176         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1177         struct dentry *dir;
1178         int err;
1179
1180         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1181                                        "fail_page_alloc");
1182         if (err)
1183                 return err;
1184         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1185
1186         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1187                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1188                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1189
1190         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1191                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1192                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1193         fail_page_alloc.min_order_file =
1194                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1195                                    &fail_page_alloc.min_order);
1196
1197         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1198             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1199             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1200                 err = -ENOMEM;
1201                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1202                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1203                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1204                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1205         }
1206
1207         return err;
1208 }
1209
1210 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1211
1212 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1213
1214 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1215
1216 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1217 {
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1222
1223 /*
1224  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1225  * of the allocation.
1226  */
1227 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1228                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1229 {
1230         /* free_pages my go negative - that's OK */
1231         long min = mark;
1232         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1233         int o;
1234
1235         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1236                 min -= min / 2;
1237         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1238                 min -= min / 4;
1239
1240         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1241                 return 0;
1242         for (o = 0; o < order; o++) {
1243                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1244                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1245
1246                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1247                 min >>= 1;
1248
1249                 if (free_pages <= min)
1250                         return 0;
1251         }
1252         return 1;
1253 }
1254
1255 #ifdef CONFIG_NUMA
1256 /*
1257  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1258  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1259  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1260  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1261  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1262  *
1263  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1264  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1265  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1266  *
1267  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1268  * nothing and returns NULL.
1269  *
1270  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1271  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1272  *
1273  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1274  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1275  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1276  * quickly as we can.
1277  */
1278 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1279 {
1280         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1281         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1282
1283         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1284         if (!zlc)
1285                 return NULL;
1286
1287         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1288                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1289                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1290         }
1291
1292         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1293                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1294                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1295         return allowednodes;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1300  * if it is worth looking at further for free memory:
1301  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1302  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1303  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1304  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1305  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1306  * else return false (zero) if it is not.
1307  *
1308  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1309  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1310  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1311  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1312  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1313  * into the second scan of the zonelist.
1314  *
1315  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1316  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1317  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1318  * unturned looking for a free page.
1319  */
1320 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1321                                                 nodemask_t *allowednodes)
1322 {
1323         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1324         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1325         int n;                          /* node that zone *z is on */
1326
1327         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1328         if (!zlc)
1329                 return 1;
1330
1331         i = z - zonelist->_zonerefs;
1332         n = zlc->z_to_n[i];
1333
1334         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1335         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1340  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1341  * from that zone don't waste time re-examining it.
1342  */
1343 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1344 {
1345         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1346         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1347
1348         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1349         if (!zlc)
1350                 return;
1351
1352         i = z - zonelist->_zonerefs;
1353
1354         set_bit(i, zlc->fullzones);
1355 }
1356
1357 #else   /* CONFIG_NUMA */
1358
1359 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1360 {
1361         return NULL;
1362 }
1363
1364 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1365                                 nodemask_t *allowednodes)
1366 {
1367         return 1;
1368 }
1369
1370 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1371 {
1372 }
1373 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1374
1375 /*
1376  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1377  * a page.
1378  */
1379 static struct page *
1380 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1381                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1382 {
1383         struct zoneref *z;
1384         struct page *page = NULL;
1385         int classzone_idx;
1386         struct zone *zone, *preferred_zone;
1387         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1388         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1389         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1390
1391         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1392                                                         &preferred_zone);
1393         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1394
1395 zonelist_scan:
1396         /*
1397          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1398          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1399          */
1400         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1401                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1402                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1403                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1404                                 continue;
1405                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1406                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1407                                 goto try_next_zone;
1408
1409                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1410                         unsigned long mark;
1411                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1412                                 mark = zone->pages_min;
1413                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1414                                 mark = zone->pages_low;
1415                         else
1416                                 mark = zone->pages_high;
1417                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1418                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1419                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1420                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1421                                         goto this_zone_full;
1422                         }
1423                 }
1424
1425                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1426                 if (page)
1427                         break;
1428 this_zone_full:
1429                 if (NUMA_BUILD)
1430                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1431 try_next_zone:
1432                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1433                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1434                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1435                         zlc_active = 1;
1436                         did_zlc_setup = 1;
1437                 }
1438         }
1439
1440         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1441                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1442                 zlc_active = 0;
1443                 goto zonelist_scan;
1444         }
1445         return page;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1450  */
1451 static struct page *
1452 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1453                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1454 {
1455         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1456         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1457         struct zoneref *z;
1458         struct zone *zone;
1459         struct page *page;
1460         struct reclaim_state reclaim_state;
1461         struct task_struct *p = current;
1462         int do_retry;
1463         int alloc_flags;
1464         unsigned long did_some_progress;
1465         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1466
1467         might_sleep_if(wait);
1468
1469         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1470                 return NULL;
1471
1472 restart:
1473         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1474
1475         if (unlikely(!z->zone)) {
1476                 /*
1477                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1478                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1479                  */
1480                 return NULL;
1481         }
1482
1483         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1484                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1485         if (page)
1486                 goto got_pg;
1487
1488         /*
1489          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1490          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1491          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1492          * using a larger set of nodes after it has established that the
1493          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1494          * over allocated.
1495          */
1496         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1497                 goto nopage;
1498
1499         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1500                 wakeup_kswapd(zone, order);
1501
1502         /*
1503          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1504          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1505          * to how we want to proceed.
1506          *
1507          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1508          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1509          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1510          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1511          */
1512         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1513         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1514                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1515         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1516                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1517         if (wait)
1518                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1519
1520         /*
1521          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1522          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1523          *
1524          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1525          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1526          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1527          */
1528         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1529                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1530         if (page)
1531                 goto got_pg;
1532
1533         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1534
1535 rebalance:
1536         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1537                         && !in_interrupt()) {
1538                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1539 nofail_alloc:
1540                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1541                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1542                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1543                         if (page)
1544                                 goto got_pg;
1545                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1546                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1547                                 goto nofail_alloc;
1548                         }
1549                 }
1550                 goto nopage;
1551         }
1552
1553         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1554         if (!wait)
1555                 goto nopage;
1556
1557         cond_resched();
1558
1559         /* We now go into synchronous reclaim */
1560         cpuset_memory_pressure_bump();
1561         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1562         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1563         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1564
1565         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1566
1567         p->reclaim_state = NULL;
1568         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1569
1570         cond_resched();
1571
1572         if (order != 0)
1573                 drain_all_pages();
1574
1575         if (likely(did_some_progress)) {
1576                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1577                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1578                 if (page)
1579                         goto got_pg;
1580         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1581                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1582                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1583                         goto restart;
1584                 }
1585
1586                 /*
1587                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1588                  * very high watermark here, this is only to catch
1589                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1590                  * under heavy pressure.
1591                  */
1592                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1593                         order, zonelist, high_zoneidx,
1594                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1595                 if (page) {
1596                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1597                         goto got_pg;
1598                 }
1599
1600                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1601                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1602                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1603                         goto nopage;
1604                 }
1605
1606                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1607                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1608                 goto restart;
1609         }
1610
1611         /*
1612          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1613          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1614          *
1615          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1616          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1617          * implementations.
1618          *
1619          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1620          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1621          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1622          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1623          * allocation still fails, we stop retrying.
1624          */
1625         pages_reclaimed += did_some_progress;
1626         do_retry = 0;
1627         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1628                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1629                         do_retry = 1;
1630                 } else {
1631                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1632                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1633                                         do_retry = 1;
1634                 }
1635                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1636                         do_retry = 1;
1637         }
1638         if (do_retry) {
1639                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1640                 goto rebalance;
1641         }
1642
1643 nopage:
1644         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1645                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1646                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1647                         p->comm, order, gfp_mask);
1648                 dump_stack();
1649                 show_mem();
1650         }
1651 got_pg:
1652         return page;
1653 }
1654
1655 struct page *
1656 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1657                 struct zonelist *zonelist)
1658 {
1659         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, NULL);
1660 }
1661
1662 struct page *
1663 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1664                 struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1665 {
1666         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, nodemask);
1667 }
1668
1669 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1670
1671 /*
1672  * Common helper functions.
1673  */
1674 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1675 {
1676         struct page * page;
1677         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1678         if (!page)
1679                 return 0;
1680         return (unsigned long) page_address(page);
1681 }
1682
1683 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1684
1685 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1686 {
1687         struct page * page;
1688
1689         /*
1690          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1691          * a highmem page
1692          */
1693         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1694
1695         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1696         if (page)
1697                 return (unsigned long) page_address(page);
1698         return 0;
1699 }
1700
1701 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1702
1703 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1704 {
1705         int i = pagevec_count(pvec);
1706
1707         while (--i >= 0)
1708                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1709 }
1710
1711 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1712 {
1713         if (put_page_testzero(page)) {
1714                 if (order == 0)
1715                         free_hot_page(page);
1716                 else
1717                         __free_pages_ok(page, order);
1718         }
1719 }
1720
1721 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1722
1723 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1724 {
1725         if (addr != 0) {
1726                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1727                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1728         }
1729 }
1730
1731 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1732
1733 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1734 {
1735         struct zoneref *z;
1736         struct zone *zone;
1737
1738         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1739         unsigned int sum = 0;
1740
1741         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1742
1743         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1744                 unsigned long size = zone->present_pages;
1745                 unsigned long high = zone->pages_high;
1746                 if (size > high)
1747                         sum += size - high;
1748         }
1749
1750         return sum;
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1755  */
1756 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1757 {
1758         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1761
1762 /*
1763  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1764  */
1765 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1766 {
1767         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1768 }
1769
1770 static inline void show_node(struct zone *zone)
1771 {
1772         if (NUMA_BUILD)
1773                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1774 }
1775
1776 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1777 {
1778         val->totalram = totalram_pages;
1779         val->sharedram = 0;
1780         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1781         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1782         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1783         val->freehigh = nr_free_highpages();
1784         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1785 }
1786
1787 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1788
1789 #ifdef CONFIG_NUMA
1790 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1791 {
1792         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1793
1794         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1795         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1796 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1797         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1798         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1799                         NR_FREE_PAGES);
1800 #else
1801         val->totalhigh = 0;
1802         val->freehigh = 0;
1803 #endif
1804         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1805 }
1806 #endif
1807
1808 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1809
1810 /*
1811  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1812  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1813  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1814  */
1815 void show_free_areas(void)
1816 {
1817         int cpu;
1818         struct zone *zone;
1819
1820         for_each_zone(zone) {
1821                 if (!populated_zone(zone))
1822                         continue;
1823
1824                 show_node(zone);
1825                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1826
1827                 for_each_online_cpu(cpu) {
1828                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1829
1830                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1831
1832                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1833                                cpu, pageset->pcp.high,
1834                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1835                 }
1836         }
1837
1838         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1839                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1840                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1841                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1842                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1843                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1844                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1845                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1846                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1847                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1848                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1849                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1850                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1851
1852         for_each_zone(zone) {
1853                 int i;
1854
1855                 if (!populated_zone(zone))
1856                         continue;
1857
1858                 show_node(zone);
1859                 printk("%s"
1860                         " free:%lukB"
1861                         " min:%lukB"
1862                         " low:%lukB"
1863                         " high:%lukB"
1864                         " active:%lukB"
1865                         " inactive:%lukB"
1866                         " present:%lukB"
1867                         " pages_scanned:%lu"
1868                         " all_unreclaimable? %s"
1869                         "\n",
1870                         zone->name,
1871                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1872                         K(zone->pages_min),
1873                         K(zone->pages_low),
1874                         K(zone->pages_high),
1875                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1876                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1877                         K(zone->present_pages),
1878                         zone->pages_scanned,
1879                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1880                         );
1881                 printk("lowmem_reserve[]:");
1882                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1883                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1884                 printk("\n");
1885         }
1886
1887         for_each_zone(zone) {
1888                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1889
1890                 if (!populated_zone(zone))
1891                         continue;
1892
1893                 show_node(zone);
1894                 printk("%s: ", zone->name);
1895
1896                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1897                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1898                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1899                         total += nr[order] << order;
1900                 }
1901                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1902                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1903                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1904                 printk("= %lukB\n", K(total));
1905         }
1906
1907         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1908
1909         show_swap_cache_info();
1910 }
1911
1912 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1913 {
1914         zoneref->zone = zone;
1915         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Builds allocation fallback zone lists.
1920  *
1921  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1922  */
1923 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1924                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1925 {
1926         struct zone *zone;
1927
1928         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1929         zone_type++;
1930
1931         do {
1932                 zone_type--;
1933                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1934                 if (populated_zone(zone)) {
1935                         zoneref_set_zone(zone,
1936                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1937                         check_highest_zone(zone_type);
1938                 }
1939
1940         } while (zone_type);
1941         return nr_zones;
1942 }
1943
1944
1945 /*
1946  *  zonelist_order:
1947  *  0 = automatic detection of better ordering.
1948  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1949  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1950  *
1951  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1952  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1953  */
1954 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1955 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1956 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1957
1958 /* zonelist order in the kernel.
1959  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1960  */
1961 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1962 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1963
1964
1965 #ifdef CONFIG_NUMA
1966 /* The value user specified ....changed by config */
1967 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1968 /* string for sysctl */
1969 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1970 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1971
1972 /*
1973  * interface for configure zonelist ordering.
1974  * command line option "numa_zonelist_order"
1975  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1976  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1977  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1978  */
1979
1980 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1981 {
1982         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1983                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1984         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1985                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1986         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1987                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1988         } else {
1989                 printk(KERN_WARNING
1990                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1991                         "%s\n", s);
1992                 return -EINVAL;
1993         }
1994         return 0;
1995 }
1996
1997 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1998 {
1999         if (s)
2000                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2001         return 0;
2002 }
2003 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2004
2005 /*
2006  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2007  */
2008 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2009                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2010                 loff_t *ppos)
2011 {
2012         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2013         int ret;
2014
2015         if (write)
2016                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2017                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2018         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2019         if (ret)
2020                 return ret;
2021         if (write) {
2022                 int oldval = user_zonelist_order;
2023                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2024                         /*
2025                          * bogus value.  restore saved string
2026                          */
2027                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2028                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2029                         user_zonelist_order = oldval;
2030                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2031                         build_all_zonelists();
2032         }
2033         return 0;
2034 }
2035
2036
2037 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2038 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2039
2040 /**
2041  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2042  * @node: node whose fallback list we're appending
2043  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2044  *
2045  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2046  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2047  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2048  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2049  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2050  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2051  * on them otherwise.
2052  * It returns -1 if no node is found.
2053  */
2054 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2055 {
2056         int n, val;
2057         int min_val = INT_MAX;
2058         int best_node = -1;
2059         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2060
2061         /* Use the local node if we haven't already */
2062         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2063                 node_set(node, *used_node_mask);
2064                 return node;
2065         }
2066
2067         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2068
2069                 /* Don't want a node to appear more than once */
2070                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2071                         continue;
2072
2073                 /* Use the distance array to find the distance */
2074                 val = node_distance(node, n);
2075
2076                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2077                 val += (n < node);
2078
2079                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2080                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2081                 if (!cpus_empty(*tmp))
2082                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2083
2084                 /* Slight preference for less loaded node */
2085                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2086                 val += node_load[n];
2087
2088                 if (val < min_val) {
2089                         min_val = val;
2090                         best_node = n;
2091                 }
2092         }
2093
2094         if (best_node >= 0)
2095                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2096
2097         return best_node;
2098 }
2099
2100
2101 /*
2102  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2103  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2104  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2105  */
2106 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2107 {
2108         int j;
2109         struct zonelist *zonelist;
2110
2111         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2112         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2113                 ;
2114         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2115                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2116         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2117         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Build gfp_thisnode zonelists
2122  */
2123 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2124 {
2125         int j;
2126         struct zonelist *zonelist;
2127
2128         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2129         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2130         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2131         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2136  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2137  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2138  * may still exist in local DMA zone.
2139  */
2140 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2141
2142 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2143 {
2144         int pos, j, node;
2145         int zone_type;          /* needs to be signed */
2146         struct zone *z;
2147         struct zonelist *zonelist;
2148
2149         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2150         pos = 0;
2151         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2152                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2153                         node = node_order[j];
2154                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2155                         if (populated_zone(z)) {
2156                                 zoneref_set_zone(z,
2157                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2158                                 check_highest_zone(zone_type);
2159                         }
2160                 }
2161         }
2162         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2163         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2164 }
2165
2166 static int default_zonelist_order(void)
2167 {
2168         int nid, zone_type;
2169         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2170         struct zone *z;
2171         int average_size;
2172         /*
2173          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2174          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2175          * into OOM very easily.
2176          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2177          */
2178         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2179         low_kmem_size = 0;
2180         total_size = 0;
2181         for_each_online_node(nid) {
2182                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2183                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2184                         if (populated_zone(z)) {
2185                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2186                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2187                                 total_size += z->present_pages;
2188                         }
2189                 }
2190         }
2191         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2192             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2193                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2194         /*
2195          * look into each node's config.
2196          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2197          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2198          */
2199         average_size = total_size /
2200                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2201         for_each_online_node(nid) {
2202                 low_kmem_size = 0;
2203                 total_size = 0;
2204                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2205                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2206                         if (populated_zone(z)) {
2207                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2208                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2209                                 total_size += z->present_pages;
2210                         }
2211                 }
2212                 if (low_kmem_size &&
2213                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2214                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2215                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2216         }
2217         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2218 }
2219
2220 static void set_zonelist_order(void)
2221 {
2222         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2223                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2224         else
2225                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2226 }
2227
2228 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2229 {
2230         int j, node, load;
2231         enum zone_type i;
2232         nodemask_t used_mask;
2233         int local_node, prev_node;
2234         struct zonelist *zonelist;
2235         int order = current_zonelist_order;
2236
2237         /* initialize zonelists */
2238         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2239                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2240                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2241                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2242         }
2243
2244         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2245         local_node = pgdat->node_id;
2246         load = num_online_nodes();
2247         prev_node = local_node;
2248         nodes_clear(used_mask);
2249
2250         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2251         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2252         j = 0;
2253
2254         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2255                 int distance = node_distance(local_node, node);
2256
2257                 /*
2258                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2259                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2260                  */
2261                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2262                         zone_reclaim_mode = 1;
2263
2264                 /*
2265                  * We don't want to pressure a particular node.
2266                  * So adding penalty to the first node in same
2267                  * distance group to make it round-robin.
2268                  */
2269                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2270                         node_load[node] = load;
2271
2272                 prev_node = node;
2273                 load--;
2274                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2275                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2276                 else
2277                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2278         }
2279
2280         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2281                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2282                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2283         }
2284
2285         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2286 }
2287
2288 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2289 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2290 {
2291         struct zonelist *zonelist;
2292         struct zonelist_cache *zlc;
2293         struct zoneref *z;
2294
2295         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2296         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2297         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2298         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2299                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2300 }
2301
2302
2303 #else   /* CONFIG_NUMA */
2304
2305 static void set_zonelist_order(void)
2306 {
2307         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2308 }
2309
2310 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2311 {
2312         int node, local_node;
2313         enum zone_type j;
2314         struct zonelist *zonelist;
2315
2316         local_node = pgdat->node_id;
2317
2318         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2319         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2320
2321         /*
2322          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2323          * of all the other nodes.
2324          * We don't want to pressure a particular node, so when
2325          * building the zones for node N, we make sure that the
2326          * zones coming right after the local ones are those from
2327          * node N+1 (modulo N)
2328          */
2329         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2330                 if (!node_online(node))
2331                         continue;
2332                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2333                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2334         }
2335         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2336                 if (!node_online(node))
2337                         continue;
2338                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2339                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2340         }
2341
2342         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2343         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2344 }
2345
2346 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2347 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2348 {
2349         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2350         pgdat->node_zonelists[1].zlcache_ptr = NULL;
2351 }
2352
2353 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2354
2355 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2356 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2357 {
2358         int nid;
2359
2360         for_each_online_node(nid) {
2361                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2362
2363                 build_zonelists(pgdat);
2364                 build_zonelist_cache(pgdat);
2365         }
2366         return 0;
2367 }
2368
2369 void build_all_zonelists(void)
2370 {
2371         set_zonelist_order();
2372
2373         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2374                 __build_all_zonelists(NULL);
2375                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2376         } else {
2377                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2378                    of zonelist */
2379                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2380                 /* cpuset refresh routine should be here */
2381         }
2382         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2383         /*
2384          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2385          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2386          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2387          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2388          * disabled and enable it later
2389          */
2390         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2391                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2392         else
2393                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2394
2395         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2396                 "Total pages: %ld\n",
2397                         num_online_nodes(),
2398                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2399                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2400                         vm_total_pages);
2401 #ifdef CONFIG_NUMA
2402         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2403 #endif
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2408  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2409  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2410  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2411  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2412  * conservative, even though it seems large.
2413  *
2414  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2415  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2416  */
2417 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2418
2419 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2420 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2421 {
2422         unsigned long size = 1;
2423
2424         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2425
2426         while (size < pages)
2427                 size <<= 1;
2428
2429         /*
2430          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2431          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2432          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2433          */
2434         size = min(size, 4096UL);
2435
2436         return max(size, 4UL);
2437 }
2438 #else
2439 /*
2440  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2441  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2442  *
2443  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2444  *
2445  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2446  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2447  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2448  *
2449  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2450  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2451  *
2452  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2453  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2454  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2455  */
2456 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2457 {
2458         return 4096UL;
2459 }
2460 #endif
2461
2462 /*
2463  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2464  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2465  * hash function before the remainder is taken.
2466  */
2467 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2468 {
2469         return ffz(~size);
2470 }
2471
2472 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2473
2474 /*
2475  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2476  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2477  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2478  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2479  * blocks as reclaim kicks in
2480  */
2481 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2482 {
2483         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2484         struct page *page;
2485         unsigned long reserve, block_migratetype;
2486
2487         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2488         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2489         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2490         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2491                                                         pageblock_order;
2492
2493         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2494                 if (!pfn_valid(pfn))
2495                         continue;
2496                 page = pfn_to_page(pfn);
2497
2498                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2499                 if (PageReserved(page))
2500                         continue;
2501
2502                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2503
2504                 /* If this block is reserved, account for it */
2505                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2506                         reserve--;
2507                         continue;
2508                 }
2509
2510                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2511                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2512                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2513                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2514                         reserve--;
2515                         continue;
2516                 }
2517
2518                 /*
2519                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2520                  * take it back
2521                  */
2522                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2523                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2524                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2525                 }
2526         }
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2531  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2532  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2533  */
2534 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2535                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2536 {
2537         struct page *page;
2538         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2539         unsigned long pfn;
2540         struct zone *z;
2541
2542         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2543         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2544                 /*
2545                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2546                  * handed to this function.  They do not
2547                  * exist on hotplugged memory.
2548                  */
2549                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2550                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2551                                 continue;
2552                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2553                                 continue;
2554                 }
2555                 page = pfn_to_page(pfn);
2556                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2557                 init_page_count(page);
2558                 reset_page_mapcount(page);
2559                 SetPageReserved(page);
2560                 /*
2561                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2562                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2563                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2564                  * the address space during boot when many long-lived
2565                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2566                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2567                  * setup_zone_migrate_reserve()
2568                  *
2569                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2570                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2571                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2572                  * pfn out of zone.
2573                  */
2574                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2575                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2576                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2577                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2578
2579                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2580 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2581                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2582                 if (!is_highmem_idx(zone))
2583                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2584 #endif
2585         }
2586 }
2587
2588 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2589 {
2590         int order, t;
2591         for_each_migratetype_order(order, t) {
2592                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2593                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2594         }
2595 }
2596
2597 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2598 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2599         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2600 #endif
2601
2602 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2603 {
2604         int batch;
2605
2606         /*
2607          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2608          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2609          *
2610          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2611          */
2612         batch = zone->present_pages / 1024;
2613         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2614                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2615         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2616         if (batch < 1)
2617                 batch = 1;
2618
2619         /*
2620          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2621          * of 2 value was found to be more likely to have
2622          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2623          *
2624          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2625          * batches of pages, one task can end up with a lot
2626          * of pages of one half of the possible page colors
2627          * and the other with pages of the other colors.
2628          */
2629         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2630
2631         return batch;
2632 }
2633
2634 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2635 {
2636         struct per_cpu_pages *pcp;
2637
2638         memset(p, 0, sizeof(*p));
2639
2640         pcp = &p->pcp;
2641         pcp->count = 0;
2642         pcp->high = 6 * batch;
2643         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2644         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2645 }
2646
2647 /*
2648  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2649  * to the value high for the pageset p.
2650  */
2651
2652 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2653                                 unsigned long high)
2654 {
2655         struct per_cpu_pages *pcp;
2656
2657         pcp = &p->pcp;
2658         pcp->high = high;
2659         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2660         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2661                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2662 }
2663
2664
2665 #ifdef CONFIG_NUMA
2666 /*
2667  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2668  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2669  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2670  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2671  * with interrupts disabled.
2672  *
2673  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2674  *
2675  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2676  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2677  * hotplugged processors.
2678  *
2679  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2680  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2681  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2682  */
2683 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2684
2685 /*
2686  * Dynamically allocate memory for the
2687  * per cpu pageset array in struct zone.
2688  */
2689 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2690 {
2691         struct zone *zone, *dzone;
2692         int node = cpu_to_node(cpu);
2693
2694         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2695
2696         for_each_zone(zone) {
2697
2698                 if (!populated_zone(zone))
2699                         continue;
2700
2701                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2702                                          GFP_KERNEL, node);
2703                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2704                         goto bad;
2705
2706                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2707
2708                 if (percpu_pagelist_fraction)
2709                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2710                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2711         }
2712
2713         return 0;
2714 bad:
2715         for_each_zone(dzone) {
2716                 if (!populated_zone(dzone))
2717                         continue;
2718                 if (dzone == zone)
2719                         break;
2720                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2721                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2722         }
2723         return -ENOMEM;
2724 }
2725
2726 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2727 {
2728         struct zone *zone;
2729
2730         for_each_zone(zone) {
2731                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2732
2733                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2734                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2735                         kfree(pset);
2736                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2737         }
2738 }
2739
2740 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2741                 unsigned long action,
2742                 void *hcpu)
2743 {
2744         int cpu = (long)hcpu;
2745         int ret = NOTIFY_OK;
2746
2747         switch (action) {
2748         case CPU_UP_PREPARE:
2749         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2750                 if (process_zones(cpu))
2751                         ret = NOTIFY_BAD;
2752                 break;
2753         case CPU_UP_CANCELED:
2754         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2755         case CPU_DEAD:
2756         case CPU_DEAD_FROZEN:
2757                 free_zone_pagesets(cpu);
2758                 break;
2759         default:
2760                 break;
2761         }
2762         return ret;
2763 }
2764
2765 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2766         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2767
2768 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2769 {
2770         int err;
2771
2772         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2773          * A cpuup callback will do this for every cpu
2774          * as it comes online
2775          */
2776         err = process_zones(smp_processor_id());
2777         BUG_ON(err);
2778         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2779 }
2780
2781 #endif
2782
2783 static noinline __init_refok
2784 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2785 {
2786         int i;
2787         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2788         size_t alloc_size;
2789
2790         /*
2791          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2792          * per zone.
2793          */
2794         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2795                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2796         zone->wait_table_bits =
2797                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2798         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2799                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2800
2801         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2802                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2803                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2804         } else {
2805                 /*
2806                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2807                  * via memory hot-add.
2808                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2809                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2810                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2811                  * node itself as well.
2812                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2813                  * necessary.
2814                  */
2815                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2816         }
2817         if (!zone->wait_table)
2818                 return -ENOMEM;
2819
2820         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2821                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2822
2823         return 0;
2824 }
2825
2826 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2827 {
2828         int cpu;
2829         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2830
2831         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2832 #ifdef CONFIG_NUMA
2833                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2834                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2835                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2836 #else
2837                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2838 #endif
2839         }
2840         if (zone->present_pages)
2841                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2842                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2843 }
2844
2845 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2846                                         unsigned long zone_start_pfn,
2847                                         unsigned long size,
2848                                         enum memmap_context context)
2849 {
2850         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2851         int ret;
2852         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2853         if (ret)
2854                 return ret;
2855         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2856
2857         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2858
2859         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2860
2861         zone_init_free_lists(zone);
2862
2863         return 0;
2864 }
2865
2866 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2867 /*
2868  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2869  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2870  */
2871 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2872 {
2873         int i;
2874
2875         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2876                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2877                         return i;
2878
2879         return -1;
2880 }
2881
2882 /*
2883  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2884  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2885  */
2886 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2887 {
2888         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2889                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2890                         return index;
2891
2892         return -1;
2893 }
2894
2895 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2896 /*
2897  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2898  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2899  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2900  * alternative
2901  */
2902 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2903 {
2904         int i;
2905
2906         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2907                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2908                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2909
2910                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2911                         return early_node_map[i].nid;
2912         }
2913
2914         return 0;
2915 }
2916 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2917
2918 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2919 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2920         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2921                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2922
2923 /**
2924  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2925  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2926  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2927  *
2928  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2929  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2930  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2931  */
2932 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2933                                                 unsigned long max_low_pfn)
2934 {
2935         int i;
2936
2937         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2938                 unsigned long size_pages = 0;
2939                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2940
2941                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2942                         continue;
2943
2944                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2945                         end_pfn = max_low_pfn;
2946
2947                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2948                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2949                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2950                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2951         }
2952 }
2953
2954 /**
2955  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2956  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2957  *
2958  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2959  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2960  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2961  */
2962 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2963 {
2964         int i;
2965
2966         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2967                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2968                                 early_node_map[i].start_pfn,
2969                                 early_node_map[i].end_pfn);
2970 }
2971
2972 /**
2973  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2974  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2975  * @start_pfn: The start pfn of the node
2976  * @end_pfn: The end pfn of the node
2977  *
2978  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2979  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2980  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2981  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2982  * be used later.
2983  */
2984 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2985 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2986                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2987 {
2988         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2989                         nid, start_pfn, end_pfn);
2990
2991         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2992         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2993                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2994
2995         /* Update the boundaries */
2996         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2997                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2998         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2999                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3000 }
3001
3002 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3003 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3004                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3005 {
3006         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3007                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3008
3009         /* Return if boundary information has not been provided */
3010         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3011                 return;
3012
3013         /* Check the boundaries and update if necessary */
3014         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3015                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3016         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3017                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3018 }
3019 #else
3020 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3021                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3022
3023 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3024                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3025 #endif
3026
3027
3028 /**
3029  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3030  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3031  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3032  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3033  *
3034  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3035  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3036  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3037  * PFNs will be 0.
3038  */
3039 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3040                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3041 {
3042         int i;
3043         *start_pfn = -1UL;
3044         *end_pfn = 0;
3045
3046         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3047                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3048                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3049         }
3050
3051         if (*start_pfn == -1UL)
3052                 *start_pfn = 0;
3053
3054         /* Push the node boundaries out if requested */
3055         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3056 }
3057
3058 /*
3059  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3060  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3061  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3062  */
3063 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3064 {
3065         int zone_index;
3066         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3067                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3068                         continue;
3069
3070                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3071                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3072                         break;
3073         }
3074
3075         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3076         movable_zone = zone_index;
3077 }
3078
3079 /*
3080  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3081  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3082  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3083  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3084  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3085  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3086  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3087  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3088  */
3089 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3090                                         unsigned long zone_type,
3091                                         unsigned long node_start_pfn,
3092                                         unsigned long node_end_pfn,
3093                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3094                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3095 {
3096         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3097         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3098                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3099                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3100                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3101                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3102                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3103
3104                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3105                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3106                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3107                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3108
3109                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3110                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3111                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3112         }
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3117  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3118  */
3119 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3120                                         unsigned long zone_type,
3121                                         unsigned long *ignored)
3122 {
3123         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3124         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3125
3126         /* Get the start and end of the node and zone */
3127         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3128         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3129         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3130         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3131                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3132                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3133
3134         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3135         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3136                 return 0;
3137
3138         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3139         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3140         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3141
3142         /* Return the spanned pages */
3143         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3144 }
3145
3146 /*
3147  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3148  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3149  */
3150 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3151                                 unsigned long range_start_pfn,
3152                                 unsigned long range_end_pfn)
3153 {
3154         int i = 0;
3155         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3156         unsigned long start_pfn;
3157
3158         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3159         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3160         if (i == -1)
3161                 return 0;
3162
3163         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3164
3165         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3166         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3167                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3168
3169         /* Find all holes for the zone within the node */
3170         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3171
3172                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3173                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3174                         break;
3175
3176                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3177                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3178                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3179
3180                 /* Update the hole size cound and move on */
3181                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3182                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3183                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3184                 }
3185                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3186         }
3187
3188         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3189         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3190                 hole_pages += range_end_pfn -
3191                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3192
3193         return hole_pages;
3194 }
3195
3196 /**
3197  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3198  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3199  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3200  *
3201  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3202  */
3203 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3204                                                         unsigned long end_pfn)
3205 {
3206         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3207 }
3208
3209 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3210 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3211                                         unsigned long zone_type,
3212                                         unsigned long *ignored)
3213 {
3214         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3215         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3216
3217         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3218         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3219                                                         node_start_pfn);
3220         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3221                                                         node_end_pfn);
3222
3223         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3224                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3225                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3226         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3227 }
3228
3229 #else
3230 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3231                                         unsigned long zone_type,
3232                                         unsigned long *zones_size)
3233 {
3234         return zones_size[zone_type];
3235 }
3236
3237 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3238                                                 unsigned long zone_type,
3239                                                 unsigned long *zholes_size)
3240 {
3241         if (!zholes_size)
3242                 return 0;
3243
3244         return zholes_size[zone_type];
3245 }
3246
3247 #endif
3248
3249 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3250                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3251 {
3252         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3253         enum zone_type i;
3254
3255         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3256                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3257                                                                 zones_size);
3258         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3259
3260         realtotalpages = totalpages;
3261         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3262                 realtotalpages -=
3263                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3264                                                                 zholes_size);
3265         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3266         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3267                                                         realtotalpages);
3268 }
3269
3270 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3271 /*
3272  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3273  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3274  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3275  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3276  * bytes.
3277  */
3278 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3279 {
3280         unsigned long usemapsize;
3281
3282         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3283         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3284         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3285         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3286
3287         return usemapsize / 8;
3288 }
3289
3290 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3291                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3292 {
3293         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3294         zone->pageblock_flags = NULL;
3295         if (usemapsize) {
3296                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3297                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3298         }
3299 }
3300 #else
3301 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3302                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3303 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3304
3305 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3306
3307 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3308 static inline int pageblock_default_order(void)
3309 {
3310         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3311                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3312
3313         return MAX_ORDER-1;
3314 }
3315
3316 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3317 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3318 {
3319         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3320         if (pageblock_order)
3321                 return;
3322
3323         /*
3324          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3325          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3326          */
3327         pageblock_order = order;
3328 }
3329 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3330
3331 /*
3332  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3333  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3334  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3335  * pageblock_order based on the kernel config
3336  */
3337 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3338 {
3339         return MAX_ORDER-1;
3340 }
3341 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3342
3343 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3344
3345 /*
3346  * Set up the zone data structures:
3347  *   - mark all pages reserved
3348  *   - mark all memory queues empty
3349  *   - clear the memory bitmaps
3350  */
3351 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3352                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3353 {
3354         enum zone_type j;
3355         int nid = pgdat->node_id;
3356         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3357         int ret;
3358
3359         pgdat_resize_init(pgdat);
3360         pgdat->nr_zones = 0;
3361         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3362         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3363         
3364         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3365                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3366                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3367
3368                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3369                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3370                                                                 zholes_size);
3371
3372                 /*
3373                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3374                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3375                  * and per-cpu initialisations
3376                  */
3377                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3378                 if (realsize >= memmap_pages) {
3379                         realsize -= memmap_pages;
3380                         printk(KERN_DEBUG
3381                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3382                                 zone_names[j], memmap_pages);
3383                 } else
3384                         printk(KERN_WARNING
3385                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3386                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3387
3388                 /* Account for reserved pages */
3389                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3390                         realsize -= dma_reserve;
3391                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3392                                         zone_names[0], dma_reserve);
3393                 }
3394
3395                 if (!is_highmem_idx(j))
3396                         nr_kernel_pages += realsize;
3397                 nr_all_pages += realsize;
3398
3399                 zone->spanned_pages = size;
3400                 zone->present_pages = realsize;
3401 #ifdef CONFIG_NUMA
3402                 zone->node = nid;
3403                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3404                                                 / 100;
3405                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3406 #endif
3407                 zone->name = zone_names[j];
3408                 spin_lock_init(&zone->lock);
3409                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3410                 zone_seqlock_init(zone);
3411                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3412
3413                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3414
3415                 zone_pcp_init(zone);
3416                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3417                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3418                 zone->nr_scan_active = 0;
3419                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3420                 zap_zone_vm_stats(zone);
3421                 zone->flags = 0;
3422                 if (!size)
3423                         continue;
3424
3425                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3426                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3427                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3428                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3429                 BUG_ON(ret);
3430                 zone_start_pfn += size;
3431         }
3432 }
3433
3434 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3435 {
3436         /* Skip empty nodes */
3437         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3438                 return;
3439
3440 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3441         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3442         if (!pgdat->node_mem_map) {
3443                 unsigned long size, start, end;
3444                 struct page *map;
3445
3446                 /*
3447                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3448                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3449                  * for the buddy allocator to function correctly.
3450                  */
3451                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3452                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3453                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3454                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3455                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3456                 if (!map)
3457                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3458                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3459         }
3460 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3461         /*
3462          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3463          */
3464         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3465                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3466 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3467                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3468                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3469 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3470         }
3471 #endif
3472 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3473 }
3474
3475 void __paginginit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3476                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3477                 unsigned long *zholes_size)
3478 {
3479         pgdat->node_id = nid;
3480         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3481         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3482
3483         alloc_node_mem_map(pgdat);
3484
3485         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3486 }
3487
3488 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3489
3490 #if MAX_NUMNODES > 1
3491 /*
3492  * Figure out the number of possible node ids.
3493  */
3494 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3495 {
3496         unsigned int node;
3497         unsigned int highest = 0;
3498
3499         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3500                 highest = node;
3501         nr_node_ids = highest + 1;
3502 }
3503 #else
3504 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3505 {
3506 }
3507 #endif
3508
3509 /**
3510  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3511  * @nid: The node ID the range resides on
3512  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3513  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3514  *
3515  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3516  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3517  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3518  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3519  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3520  */
3521 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3522                                                 unsigned long end_pfn)
3523 {
3524         int i;
3525
3526         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3527                           "%d entries of %d used\n",
3528                           nid, start_pfn, end_pfn,
3529                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3530
3531         /* Merge with existing active regions if possible */
3532         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3533                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3534                         continue;
3535
3536                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3537                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3538                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3539                         return;
3540
3541                 /* Merge forward if suitable */
3542                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3543                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3544                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3545                         return;
3546                 }
3547
3548                 /* Merge backward if suitable */
3549                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3550                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3551                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3552                         return;
3553                 }
3554         }
3555
3556         /* Check that early_node_map is large enough */
3557         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3558                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3559                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3560                 return;
3561         }
3562
3563         early_node_map[i].nid = nid;
3564         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3565         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3566         nr_nodemap_entries = i + 1;
3567 }
3568
3569 /**
3570  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3571  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3572  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3573  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3574  *
3575  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3576  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3577  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3578  * an existing registered range.
3579  */
3580 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3581                                                 unsigned long new_end_pfn)
3582 {
3583         int i;
3584
3585         /* Find the old active region end and shrink */
3586         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3587                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3588                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3589                         break;
3590                 }
3591 }
3592
3593 /**
3594  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3595  *
3596  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3597  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3598  * all currently registered regions.
3599  */
3600 void __init remove_all_active_ranges(void)
3601 {
3602         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3603         nr_nodemap_entries = 0;
3604 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3605         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3606         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3607 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3608 }
3609
3610 /* Compare two active node_active_regions */
3611 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3612 {
3613         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3614         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3615
3616         /* Done this way to avoid overflows */
3617         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3618                 return 1;
3619         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3620                 return -1;
3621
3622         return 0;
3623 }
3624
3625 /* sort the node_map by start_pfn */
3626 static void __init sort_node_map(void)
3627 {
3628         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3629                         sizeof(struct node_active_region),
3630                         cmp_node_active_region, NULL);
3631 }
3632
3633 /* Find the lowest pfn for a node */
3634 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3635 {
3636         int i;
3637         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3638
3639         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3640         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3641                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3642
3643         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3644                 printk(KERN_WARNING
3645                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3646                 return 0;
3647         }
3648
3649         return min_pfn;
3650 }
3651
3652 /**
3653  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3654  *
3655  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3656  * add_active_range().
3657  */
3658 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3659 {
3660         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3661 }
3662
3663 /**
3664  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3665  *
3666  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3667  * add_active_range().
3668  */
3669 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3670 {
3671         int i;
3672         unsigned long max_pfn = 0;
3673
3674         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3675                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3676
3677         return max_pfn;
3678 }
3679
3680 /*
3681  * early_calculate_totalpages()
3682  * Sum pages in active regions for movable zone.
3683  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3684  */
3685 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3686 {
3687         int i;
3688         unsigned long totalpages = 0;
3689
3690         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3691                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3692                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3693                 totalpages += pages;
3694                 if (pages)
3695                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3696         }
3697         return totalpages;
3698 }
3699
3700 /*
3701  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3702  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3703  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3704  * others
3705  */
3706 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3707 {
3708         int i, nid;
3709         unsigned long usable_startpfn;
3710         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3711         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3712         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3713
3714         /*
3715          * If movablecore was specified, calculate what size of
3716          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3717          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3718          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3719          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3720          * what movablecore would have allowed.
3721          */
3722         if (required_movablecore) {
3723                 unsigned long corepages;
3724
3725                 /*
3726                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3727                  * was requested by the user
3728                  */
3729                 required_movablecore =
3730                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3731                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3732
3733                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3734         }
3735
3736         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3737         if (!required_kernelcore)
3738                 return;
3739
3740         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3741         find_usable_zone_for_movable();
3742         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3743
3744 restart:
3745         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3746         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3747         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3748                 /*
3749                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3750                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3751                  * amount of memory for the kernel
3752                  */
3753                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3754                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3755
3756                 /*
3757                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3758                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3759                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3760                  */
3761                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3762
3763                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3764                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3765                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3766                         unsigned long size_pages;
3767
3768                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3769                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3770                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3771                         if (start_pfn >= end_pfn)
3772                                 continue;
3773
3774                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3775                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3776                                 unsigned long kernel_pages;
3777                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3778                                                                 - start_pfn;
3779
3780                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3781                                                         kernelcore_remaining);
3782                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3783                                                         required_kernelcore);
3784
3785                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3786                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3787
3788                                         /*
3789                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3790                                          * that if we have to rebalance
3791                                          * kernelcore across nodes, we will
3792                                          * not double account here
3793                                          */
3794                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3795                                         continue;
3796                                 }
3797                                 start_pfn = usable_startpfn;
3798                         }
3799
3800                         /*
3801                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3802                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3803                          * number of pages used as kernelcore
3804                          */
3805                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3806                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3807                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3808                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3809
3810                         /*
3811                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3812                          * break if the kernelcore for this node has been
3813                          * satisified
3814                          */
3815                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3816                                                                 size_pages);
3817                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3818                         if (!kernelcore_remaining)
3819                                 break;
3820                 }
3821         }
3822
3823         /*
3824          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3825          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3826          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3827          * satisified
3828          */
3829         usable_nodes--;
3830         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3831                 goto restart;
3832
3833         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3834         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3835                 zone_movable_pfn[nid] =
3836                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3837 }
3838
3839 /* Any regular memory on that node ? */
3840 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3841 {
3842 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3843         enum zone_type zone_type;
3844
3845         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3846                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3847                 if (zone->present_pages)
3848                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3849         }
3850 #endif
3851 }
3852
3853 /**
3854  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3855  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3856  *
3857  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3858  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3859  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3860  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3861  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3862  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3863  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3864  * at arch_max_dma_pfn.
3865  */
3866 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3867 {
3868         unsigned long nid;
3869         enum zone_type i;
3870
3871         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3872         sort_node_map();
3873
3874         /* Record where the zone boundaries are */
3875         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3876                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3877         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3878                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3879         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3880         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3881         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3882                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3883                         continue;
3884                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3885                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3886                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3887                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3888         }
3889         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3890         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3891
3892         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3893         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3894         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3895
3896         /* Print out the zone ranges */
3897         printk("Zone PFN ranges:\n");
3898         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3899                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3900                         continue;
3901                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
3902                                 zone_names[i],
3903                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3904                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3905         }
3906
3907         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3908         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3909         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3910                 if (zone_movable_pfn[i])
3911                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3912         }
3913
3914         /* Print out the early_node_map[] */
3915         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3916         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3917                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
3918                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3919                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3920
3921         /* Initialise every node */
3922         setup_nr_node_ids();
3923         for_each_online_node(nid) {
3924                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3925                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3926                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3927
3928                 /* Any memory on that node */
3929                 if (pgdat->node_present_pages)
3930                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
3931                 check_for_regular_memory(pgdat);
3932         }
3933 }
3934
3935 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
3936 {
3937         unsigned long long coremem;
3938         if (!p)
3939                 return -EINVAL;
3940
3941         coremem = memparse(p, &p);
3942         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
3943
3944         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
3945         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
3946
3947         return 0;
3948 }
3949
3950 /*
3951  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3952  * cannot be reclaimed or migrated.
3953  */
3954 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
3955 {
3956         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
3957 }
3958
3959 /*
3960  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3961  * can be reclaimed or migrated.
3962  */
3963 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
3964 {
3965         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
3966 }
3967
3968 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
3969 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
3970
3971 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3972
3973 /**
3974  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
3975  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
3976  *
3977  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
3978  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
3979  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
3980  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
3981  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3982  * smaller per-cpu batchsize.
3983  */
3984 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3985 {
3986         dma_reserve = new_dma_reserve;
3987 }
3988
3989 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3990 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3991 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3992
3993 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3994 #endif
3995
3996 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3997 {
3998         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3999                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4000 }
4001
4002 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4003                                  unsigned long action, void *hcpu)
4004 {
4005         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4006
4007         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4008                 drain_pages(cpu);
4009
4010                 /*
4011                  * Spill the event counters of the dead processor
4012                  * into the current processors event counters.
4013                  * This artificially elevates the count of the current
4014                  * processor.
4015                  */
4016                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4017
4018                 /*
4019                  * Zero the differential counters of the dead processor
4020                  * so that the vm statistics are consistent.
4021                  *
4022                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4023                  * race with what we are doing.
4024                  */
4025                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4026         }
4027         return NOTIFY_OK;
4028 }
4029
4030 void __init page_alloc_init(void)
4031 {
4032         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4033 }
4034
4035 /*
4036  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4037  *      or min_free_kbytes changes.
4038  */
4039 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4040 {
4041         struct pglist_data *pgdat;
4042         unsigned long reserve_pages = 0;
4043         enum zone_type i, j;
4044
4045         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4046                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4047                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4048                         unsigned long max = 0;
4049
4050                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4051                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4052                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4053                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4054                         }
4055
4056                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4057                         max += zone->pages_high;
4058
4059                         if (max > zone->present_pages)
4060                                 max = zone->present_pages;
4061                         reserve_pages += max;
4062                 }
4063         }
4064         totalreserve_pages = reserve_pages;
4065 }
4066
4067 /*
4068  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4069  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4070  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4071  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4072  */
4073 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4074 {
4075         struct pglist_data *pgdat;
4076         enum zone_type j, idx;
4077
4078         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4079                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4080                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4081                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4082
4083                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4084
4085                         idx = j;
4086                         while (idx) {
4087                                 struct zone *lower_zone;
4088
4089                                 idx--;
4090
4091                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4092                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4093
4094                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4095                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4096                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4097                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4098                         }
4099                 }
4100         }
4101
4102         /* update totalreserve_pages */
4103         calculate_totalreserve_pages();
4104 }
4105
4106 /**
4107  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4108  *
4109  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4110  * with respect to min_free_kbytes.
4111  */
4112 void setup_per_zone_pages_min(void)
4113 {
4114         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4115         unsigned long lowmem_pages = 0;
4116         struct zone *zone;
4117         unsigned long flags;
4118
4119         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4120         for_each_zone(zone) {
4121                 if (!is_highmem(zone))
4122                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4123         }
4124
4125         for_each_zone(zone) {
4126                 u64 tmp;
4127
4128                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4129                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4130                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4131                 if (is_highmem(zone)) {
4132                         /*
4133                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4134                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4135                          * value here.
4136                          *
4137                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4138                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4139                          * not be capped for highmem.
4140                          */
4141                         int min_pages;
4142
4143                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4144                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4145                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4146                         if (min_pages > 128)
4147                                 min_pages = 128;
4148                         zone->pages_min = min_pages;
4149                 } else {
4150                         /*
4151                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4152                          * proportionate to the zone's size.
4153                          */
4154                         zone->pages_min = tmp;
4155                 }
4156
4157                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4158                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4159                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4160                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4161         }
4162
4163         /* update totalreserve_pages */
4164         calculate_totalreserve_pages();
4165 }
4166
4167 /*
4168  * Initialise min_free_kbytes.
4169  *
4170  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4171  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4172  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4173  *
4174  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4175  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4176  *
4177  * which yields
4178  *
4179  * 16MB:        512k
4180  * 32MB:        724k
4181  * 64MB:        1024k
4182  * 128MB:       1448k
4183  * 256MB:       2048k
4184  * 512MB:       2896k
4185  * 1024MB:      4096k
4186  * 2048MB:      5792k
4187  * 4096MB:      8192k
4188  * 8192MB:      11584k
4189  * 16384MB:     16384k
4190  */
4191 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4192 {
4193         unsigned long lowmem_kbytes;
4194
4195         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4196
4197         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4198         if (min_free_kbytes < 128)
4199                 min_free_kbytes = 128;
4200         if (min_free_kbytes > 65536)
4201                 min_free_kbytes = 65536;
4202         setup_per_zone_pages_min();
4203         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4204         return 0;
4205 }
4206 module_init(init_per_zone_pages_min)
4207
4208 /*
4209  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4210  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4211  *      changes.
4212  */
4213 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4214         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4215 {
4216         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4217         if (write)
4218                 setup_per_zone_pages_min();
4219         return 0;
4220 }
4221
4222 #ifdef CONFIG_NUMA
4223 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4224         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4225 {
4226         struct zone *zone;
4227         int rc;
4228
4229         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4230         if (rc)
4231                 return rc;
4232
4233         for_each_zone(zone)
4234                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4235                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4240         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4241 {
4242         struct zone *zone;
4243         int rc;
4244
4245         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4246         if (rc)
4247                 return rc;
4248
4249         for_each_zone(zone)
4250                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4251                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4252         return 0;
4253 }
4254 #endif
4255
4256 /*
4257  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4258  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4259  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4260  *
4261  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4262  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4263  * if in function of the boot time zone sizes.
4264  */
4265 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4266         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4267 {
4268         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4269         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4270         return 0;
4271 }
4272
4273 /*
4274  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4275  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4276  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4277  */
4278
4279 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4280         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4281 {
4282         struct zone *zone;
4283         unsigned int cpu;
4284         int ret;
4285
4286         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4287         if (!write || (ret == -EINVAL))
4288                 return ret;
4289         for_each_zone(zone) {
4290                 for_each_online_cpu(cpu) {
4291                         unsigned long  high;
4292                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4293                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4294                 }
4295         }
4296         return 0;
4297 }
4298
4299 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4300
4301 #ifdef CONFIG_NUMA
4302 static int __init set_hashdist(char *str)
4303 {
4304         if (!str)
4305                 return 0;
4306         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4307         return 1;
4308 }
4309 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4310 #endif
4311
4312 /*
4313  * allocate a large system hash table from bootmem
4314  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4315  *   quantity of entries
4316  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4317  */
4318 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4319                                      unsigned long bucketsize,
4320                                      unsigned long numentries,
4321                                      int scale,
4322                                      int flags,
4323                                      unsigned int *_hash_shift,
4324                                      unsigned int *_hash_mask,
4325                                      unsigned long limit)
4326 {
4327         unsigned long long max = limit;
4328         unsigned long log2qty, size;
4329         void *table = NULL;
4330
4331         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4332         if (!numentries) {
4333                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4334                 numentries = nr_kernel_pages;
4335                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4336                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4337                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4338
4339                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4340                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4341                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4342                 else
4343                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4344
4345                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4346                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4347                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4348         }
4349         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4350
4351         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4352         if (max == 0) {
4353                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4354                 do_div(max, bucketsize);
4355         }
4356
4357         if (numentries > max)
4358                 numentries = max;
4359
4360         log2qty = ilog2(numentries);
4361
4362         do {
4363                 size = bucketsize << log2qty;
4364                 if (flags & HASH_EARLY)
4365                         table = alloc_bootmem(size);
4366                 else if (hashdist)
4367                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4368                 else {
4369                         unsigned long order = get_order(size);
4370                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4371                         /*
4372                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4373                          * some pages at the end of hash table.
4374                          */
4375                         if (table) {
4376                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4377                                                 (PAGE_SIZE << order);
4378                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4379                                                 PAGE_ALIGN(size);
4380                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4381                                 while (used < alloc_end) {
4382                                         free_page(used);
4383                                         used += PAGE_SIZE;
4384                                 }
4385                         }
4386                 }
4387         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4388
4389         if (!table)
4390                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4391
4392         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4393                tablename,
4394                (1U << log2qty),
4395                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4396                size);
4397
4398         if (_hash_shift)
4399                 *_hash_shift = log2qty;
4400         if (_hash_mask)
4401                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4402
4403         return table;
4404 }
4405
4406 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4407 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4408 {
4409         return __pfn_to_page(pfn);
4410 }
4411 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4412 {
4413         return __page_to_pfn(page);
4414 }
4415 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4416 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4417 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4418
4419 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4420 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4421                                                         unsigned long pfn)
4422 {
4423 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4424         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4425 #else
4426         return zone->pageblock_flags;
4427 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4428 }
4429
4430 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4431 {
4432 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4433         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4434         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4435 #else
4436         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4437         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4438 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4439 }
4440
4441 /**
4442  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4443  * @page: The page within the block of interest
4444  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4445  * @end_bitidx: The last bit of interest
4446  * returns pageblock_bits flags
4447  */
4448 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4449                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4450 {
4451         struct zone *zone;
4452         unsigned long *bitmap;
4453         unsigned long pfn, bitidx;
4454         unsigned long flags = 0;
4455         unsigned long value = 1;
4456
4457         zone = page_zone(page);
4458         pfn = page_to_pfn(page);
4459         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4460         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4461
4462         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4463                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4464                         flags |= value;
4465
4466         return flags;
4467 }
4468
4469 /**
4470  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4471  * @page: The page within the block of interest
4472  * @start_bitidx: The first bit of interest
4473  * @end_bitidx: The last bit of interest
4474  * @flags: The flags to set
4475  */
4476 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4477                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4478 {
4479         struct zone *zone;
4480         unsigned long *bitmap;
4481         unsigned long pfn, bitidx;
4482         unsigned long value = 1;
4483
4484         zone = page_zone(page);
4485         pfn = page_to_pfn(page);
4486         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4487         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4488         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4489         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4490
4491         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4492                 if (flags & value)
4493                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4494                 else
4495                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4496 }
4497
4498 /*
4499  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4500  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4501  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4502  */
4503
4504 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4505 {
4506         struct zone *zone;
4507         unsigned long flags;
4508         int ret = -EBUSY;
4509
4510         zone = page_zone(page);
4511         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4512         /*
4513          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4514          */
4515         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4516                 goto out;
4517         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4518         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4519         ret = 0;
4520 out:
4521         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4522         if (!ret)
4523                 drain_all_pages();
4524         return ret;
4525 }
4526
4527 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4528 {
4529         struct zone *zone;
4530         unsigned long flags;
4531         zone = page_zone(page);
4532         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4533         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4534                 goto out;
4535         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4536         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4537 out:
4538         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4539 }
4540
4541 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4542 /*
4543  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4544  */
4545 void
4546 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4547 {
4548         struct page *page;
4549         struct zone *zone;
4550         int order, i;
4551         unsigned long pfn;
4552         unsigned long flags;
4553         /* find the first valid pfn */
4554         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4555                 if (pfn_valid(pfn))
4556                         break;
4557         if (pfn == end_pfn)
4558                 return;
4559         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4560         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4561         pfn = start_pfn;
4562         while (pfn < end_pfn) {
4563                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4564                         pfn++;
4565                         continue;
4566                 }
4567                 page = pfn_to_page(pfn);
4568                 BUG_ON(page_count(page));
4569                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4570                 order = page_order(page);
4571 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4572                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4573                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4574 #endif
4575                 list_del(&page->lru);
4576                 rmv_page_order(page);
4577                 zone->free_area[order].nr_free--;
4578                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4579                                       - (1UL << order));
4580                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4581                         SetPageReserved((page+i));
4582                 pfn += (1 << order);
4583         }
4584         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4585 }
4586 #endif