4205f7fc17c7b1aa041679c766e1abde8a165c56
[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 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
284 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288         struct page *p = page + 1;
289
290         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
291         set_compound_order(page, order);
292         __SetPageHead(page);
293         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
294                 __SetPageTail(p);
295                 p->first_page = page;
296         }
297 }
298 #endif
299
300 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
301 {
302         int i;
303         int nr_pages = 1 << order;
304
305         if (unlikely(compound_order(page) != order))
306                 bad_page(page);
307
308         if (unlikely(!PageHead(page)))
309                         bad_page(page);
310         __ClearPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
312                 struct page *p = page + i;
313
314                 if (unlikely(!PageTail(p) |
315                                 (p->first_page != page)))
316                         bad_page(page);
317                 __ClearPageTail(p);
318         }
319 }
320
321 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
322 {
323         int i;
324
325         /*
326          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
327          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
328          */
329         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
330         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
331                 clear_highpage(page + i);
332 }
333
334 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
335 {
336         set_page_private(page, order);
337         __SetPageBuddy(page);
338 }
339
340 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
341 {
342         __ClearPageBuddy(page);
343         set_page_private(page, 0);
344 }
345
346 /*
347  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
348  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
349  *
350  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
351  * the following equation:
352  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
353  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
354  * 1 buddy is #10:
355  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
356  *
357  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
358  * satisfies the following equation:
359  *     P = B & ~(1 << O)
360  *
361  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
362  */
363 static inline struct page *
364 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
365 {
366         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
367
368         return page + (buddy_idx - page_idx);
369 }
370
371 static inline unsigned long
372 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
373 {
374         return (page_idx & ~(1 << order));
375 }
376
377 /*
378  * This function checks whether a page is free && is the buddy
379  * we can do coalesce a page and its buddy if
380  * (a) the buddy is not in a hole &&
381  * (b) the buddy is in the buddy system &&
382  * (c) a page and its buddy have the same order &&
383  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
384  *
385  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
386  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
387  *
388  * For recording page's order, we use page_private(page).
389  */
390 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
391                                                                 int order)
392 {
393         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
394                 return 0;
395
396         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
397                 return 0;
398
399         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
400                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
401                 return 1;
402         }
403         return 0;
404 }
405
406 /*
407  * Freeing function for a buddy system allocator.
408  *
409  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
410  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
411  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
412  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
413  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
414  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
415  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
416  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
417  * parts of the VM system.
418  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
419  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
420  * order is recorded in page_private(page) field.
421  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
422  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
423  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
424  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
425  * triggers coalescing into a block of larger size.            
426  *
427  * -- wli
428  */
429
430 static inline void __free_one_page(struct page *page,
431                 struct zone *zone, unsigned int order)
432 {
433         unsigned long page_idx;
434         int order_size = 1 << order;
435         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
436
437         if (unlikely(PageCompound(page)))
438                 destroy_compound_page(page, order);
439
440         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
441
442         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
443         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
444
445         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
446         while (order < MAX_ORDER-1) {
447                 unsigned long combined_idx;
448                 struct page *buddy;
449
450                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
451                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
452                         break;
453
454                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
455                 list_del(&buddy->lru);
456                 zone->free_area[order].nr_free--;
457                 rmv_page_order(buddy);
458                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
459                 page = page + (combined_idx - page_idx);
460                 page_idx = combined_idx;
461                 order++;
462         }
463         set_page_order(page, order);
464         list_add(&page->lru,
465                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
466         zone->free_area[order].nr_free++;
467 }
468
469 static inline int free_pages_check(struct page *page)
470 {
471         if (unlikely(page_mapcount(page) |
472                 (page->mapping != NULL)  |
473                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
474                 (page_count(page) != 0)  |
475                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
476                 bad_page(page);
477         if (PageDirty(page))
478                 __ClearPageDirty(page);
479         /*
480          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
481          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
482          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
483          */
484         return PageReserved(page);
485 }
486
487 /*
488  * Frees a list of pages. 
489  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
490  * count is the number of pages to free.
491  *
492  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
493  * see if this freeing clears that state.
494  *
495  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
496  * pinned" detection logic.
497  */
498 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
499                                         struct list_head *list, int order)
500 {
501         spin_lock(&zone->lock);
502         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
503         zone->pages_scanned = 0;
504         while (count--) {
505                 struct page *page;
506
507                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
508                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
509                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
510                 list_del(&page->lru);
511                 __free_one_page(page, zone, order);
512         }
513         spin_unlock(&zone->lock);
514 }
515
516 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
517 {
518         spin_lock(&zone->lock);
519         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
520         zone->pages_scanned = 0;
521         __free_one_page(page, zone, order);
522         spin_unlock(&zone->lock);
523 }
524
525 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
526 {
527         unsigned long flags;
528         int i;
529         int reserved = 0;
530
531         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
532                 reserved += free_pages_check(page + i);
533         if (reserved)
534                 return;
535
536         if (!PageHighMem(page)) {
537                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
538                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
539                                            PAGE_SIZE << order);
540         }
541         arch_free_page(page, order);
542         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
543
544         local_irq_save(flags);
545         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
546         free_one_page(page_zone(page), page, order);
547         local_irq_restore(flags);
548 }
549
550 /*
551  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
552  */
553 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
554 {
555         if (order == 0) {
556                 __ClearPageReserved(page);
557                 set_page_count(page, 0);
558                 set_page_refcounted(page);
559                 __free_page(page);
560         } else {
561                 int loop;
562
563                 prefetchw(page);
564                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
565                         struct page *p = &page[loop];
566
567                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
568                                 prefetchw(p + 1);
569                         __ClearPageReserved(p);
570                         set_page_count(p, 0);
571                 }
572
573                 set_page_refcounted(page);
574                 __free_pages(page, order);
575         }
576 }
577
578
579 /*
580  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
581  * Please do not alter this order without good reasons and regression
582  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
583  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
584  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
585  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
586  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
587  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
588  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
589  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
590  *
591  * -- wli
592  */
593 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
594         int low, int high, struct free_area *area,
595         int migratetype)
596 {
597         unsigned long size = 1 << high;
598
599         while (high > low) {
600                 area--;
601                 high--;
602                 size >>= 1;
603                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
604                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
605                 area->nr_free++;
606                 set_page_order(&page[size], high);
607         }
608 }
609
610 /*
611  * This page is about to be returned from the page allocator
612  */
613 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
614 {
615         if (unlikely(page_mapcount(page) |
616                 (page->mapping != NULL)  |
617                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
618                 (page_count(page) != 0)  |
619                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
620                 bad_page(page);
621
622         /*
623          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
624          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
625          */
626         if (PageReserved(page))
627                 return 1;
628
629         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
630                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
631                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
632         set_page_private(page, 0);
633         set_page_refcounted(page);
634
635         arch_alloc_page(page, order);
636         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
637
638         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
639                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
640
641         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
642                 prep_compound_page(page, order);
643
644         return 0;
645 }
646
647 /*
648  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
649  * the smallest available page from the freelists
650  */
651 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
652                                                 int migratetype)
653 {
654         unsigned int current_order;
655         struct free_area * area;
656         struct page *page;
657
658         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
659         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
660                 area = &(zone->free_area[current_order]);
661                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
662                         continue;
663
664                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
665                                                         struct page, lru);
666                 list_del(&page->lru);
667                 rmv_page_order(page);
668                 area->nr_free--;
669                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
670                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
671                 return page;
672         }
673
674         return NULL;
675 }
676
677
678 /*
679  * This array describes the order lists are fallen back to when
680  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
681  */
682 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
683         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
684         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
685         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
686         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
687 };
688
689 /*
690  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
691  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
692  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
693  */
694 static int move_freepages(struct zone *zone,
695                           struct page *start_page, struct page *end_page,
696                           int migratetype)
697 {
698         struct page *page;
699         unsigned long order;
700         int pages_moved = 0;
701
702 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
703         /*
704          * page_zone is not safe to call in this context when
705          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
706          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
707          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
708          * grouping pages by mobility
709          */
710         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
711 #endif
712
713         for (page = start_page; page <= end_page;) {
714                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
715                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
716
717                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
718                         page++;
719                         continue;
720                 }
721
722                 if (!PageBuddy(page)) {
723                         page++;
724                         continue;
725                 }
726
727                 order = page_order(page);
728                 list_del(&page->lru);
729                 list_add(&page->lru,
730                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
731                 page += 1 << order;
732                 pages_moved += 1 << order;
733         }
734
735         return pages_moved;
736 }
737
738 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
739                                 int migratetype)
740 {
741         unsigned long start_pfn, end_pfn;
742         struct page *start_page, *end_page;
743
744         start_pfn = page_to_pfn(page);
745         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
746         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
747         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
748         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
749
750         /* Do not cross zone boundaries */
751         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
752                 start_page = page;
753         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
754                 return 0;
755
756         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
757 }
758
759 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
760 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
761                                                 int start_migratetype)
762 {
763         struct free_area * area;
764         int current_order;
765         struct page *page;
766         int migratetype, i;
767
768         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
769         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
770                                                 --current_order) {
771                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
772                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
773
774                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
775                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
776                                 continue;
777
778                         area = &(zone->free_area[current_order]);
779                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
780                                 continue;
781
782                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
783                                         struct page, lru);
784                         area->nr_free--;
785
786                         /*
787                          * If breaking a large block of pages, move all free
788                          * pages to the preferred allocation list. If falling
789                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
790                          * agressive about taking ownership of free pages
791                          */
792                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
793                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
794                                 unsigned long pages;
795                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
796                                                                 start_migratetype);
797
798                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
799                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
800                                         set_pageblock_migratetype(page,
801                                                                 start_migratetype);
802
803                                 migratetype = start_migratetype;
804                         }
805
806                         /* Remove the page from the freelists */
807                         list_del(&page->lru);
808                         rmv_page_order(page);
809                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
810                                                         -(1UL << order));
811
812                         if (current_order == pageblock_order)
813                                 set_pageblock_migratetype(page,
814                                                         start_migratetype);
815
816                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
817                         return page;
818                 }
819         }
820
821         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
822         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
823 }
824
825 /*
826  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
827  * Call me with the zone->lock already held.
828  */
829 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
830                                                 int migratetype)
831 {
832         struct page *page;
833
834         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
835
836         if (unlikely(!page))
837                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
838
839         return page;
840 }
841
842 /* 
843  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
844  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
845  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
846  */
847 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
848                         unsigned long count, struct list_head *list,
849                         int migratetype)
850 {
851         int i;
852         
853         spin_lock(&zone->lock);
854         for (i = 0; i < count; ++i) {
855                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
856                 if (unlikely(page == NULL))
857                         break;
858
859                 /*
860                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
861                  * in physical page order. The page is added to the callers and
862                  * list and the list head then moves forward. From the callers
863                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
864                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
865                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
866                  * properly.
867                  */
868                 list_add(&page->lru, list);
869                 set_page_private(page, migratetype);
870                 list = &page->lru;
871         }
872         spin_unlock(&zone->lock);
873         return i;
874 }
875
876 #ifdef CONFIG_NUMA
877 /*
878  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
879  * currently executing processor on remote nodes after they have
880  * expired.
881  *
882  * Note that this function must be called with the thread pinned to
883  * a single processor.
884  */
885 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
886 {
887         unsigned long flags;
888         int to_drain;
889
890         local_irq_save(flags);
891         if (pcp->count >= pcp->batch)
892                 to_drain = pcp->batch;
893         else
894                 to_drain = pcp->count;
895         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
896         pcp->count -= to_drain;
897         local_irq_restore(flags);
898 }
899 #endif
900
901 /*
902  * Drain pages of the indicated processor.
903  *
904  * The processor must either be the current processor and the
905  * thread pinned to the current processor or a processor that
906  * is not online.
907  */
908 static void drain_pages(unsigned int cpu)
909 {
910         unsigned long flags;
911         struct zone *zone;
912
913         for_each_zone(zone) {
914                 struct per_cpu_pageset *pset;
915                 struct per_cpu_pages *pcp;
916
917                 if (!populated_zone(zone))
918                         continue;
919
920                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
921
922                 pcp = &pset->pcp;
923                 local_irq_save(flags);
924                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
925                 pcp->count = 0;
926                 local_irq_restore(flags);
927         }
928 }
929
930 /*
931  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
932  */
933 void drain_local_pages(void *arg)
934 {
935         drain_pages(smp_processor_id());
936 }
937
938 /*
939  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
940  */
941 void drain_all_pages(void)
942 {
943         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
944 }
945
946 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
947
948 void mark_free_pages(struct zone *zone)
949 {
950         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
951         unsigned long flags;
952         int order, t;
953         struct list_head *curr;
954
955         if (!zone->spanned_pages)
956                 return;
957
958         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
959
960         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
961         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
962                 if (pfn_valid(pfn)) {
963                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
964
965                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
966                                 swsusp_unset_page_free(page);
967                 }
968
969         for_each_migratetype_order(order, t) {
970                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
971                         unsigned long i;
972
973                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
974                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
975                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
976                 }
977         }
978         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
979 }
980 #endif /* CONFIG_PM */
981
982 /*
983  * Free a 0-order page
984  */
985 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
986 {
987         struct zone *zone = page_zone(page);
988         struct per_cpu_pages *pcp;
989         unsigned long flags;
990
991         if (PageAnon(page))
992                 page->mapping = NULL;
993         if (free_pages_check(page))
994                 return;
995
996         if (!PageHighMem(page)) {
997                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
998                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
999         }
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         if (!preferred_zone)
1394                 return NULL;
1395
1396         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1397
1398 zonelist_scan:
1399         /*
1400          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1401          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1402          */
1403         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1404                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1405                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1406                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1407                                 continue;
1408                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1409                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1410                                 goto try_next_zone;
1411
1412                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1413                         unsigned long mark;
1414                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1415                                 mark = zone->pages_min;
1416                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1417                                 mark = zone->pages_low;
1418                         else
1419                                 mark = zone->pages_high;
1420                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1421                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1422                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1423                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1424                                         goto this_zone_full;
1425                         }
1426                 }
1427
1428                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1429                 if (page)
1430                         break;
1431 this_zone_full:
1432                 if (NUMA_BUILD)
1433                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1434 try_next_zone:
1435                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1436                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1437                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1438                         zlc_active = 1;
1439                         did_zlc_setup = 1;
1440                 }
1441         }
1442
1443         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1444                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1445                 zlc_active = 0;
1446                 goto zonelist_scan;
1447         }
1448         return page;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1453  */
1454 struct page *
1455 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1456                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1457 {
1458         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1459         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1460         struct zoneref *z;
1461         struct zone *zone;
1462         struct page *page;
1463         struct reclaim_state reclaim_state;
1464         struct task_struct *p = current;
1465         int do_retry;
1466         int alloc_flags;
1467         unsigned long did_some_progress;
1468         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1469
1470         might_sleep_if(wait);
1471
1472         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1473                 return NULL;
1474
1475 restart:
1476         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1477
1478         if (unlikely(!z->zone)) {
1479                 /*
1480                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1481                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1482                  */
1483                 return NULL;
1484         }
1485
1486         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1487                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1488         if (page)
1489                 goto got_pg;
1490
1491         /*
1492          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1493          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1494          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1495          * using a larger set of nodes after it has established that the
1496          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1497          * over allocated.
1498          */
1499         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1500                 goto nopage;
1501
1502         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1503                 wakeup_kswapd(zone, order);
1504
1505         /*
1506          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1507          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1508          * to how we want to proceed.
1509          *
1510          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1511          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1512          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1513          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1514          */
1515         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1516         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1517                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1518         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1519                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1520         if (wait)
1521                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1522
1523         /*
1524          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1525          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1526          *
1527          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1528          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1529          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1530          */
1531         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1532                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1533         if (page)
1534                 goto got_pg;
1535
1536         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1537
1538 rebalance:
1539         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1540                         && !in_interrupt()) {
1541                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1542 nofail_alloc:
1543                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1544                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1545                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1546                         if (page)
1547                                 goto got_pg;
1548                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1549                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1550                                 goto nofail_alloc;
1551                         }
1552                 }
1553                 goto nopage;
1554         }
1555
1556         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1557         if (!wait)
1558                 goto nopage;
1559
1560         cond_resched();
1561
1562         /* We now go into synchronous reclaim */
1563         cpuset_memory_pressure_bump();
1564         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1565         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1566         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1567
1568         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1569
1570         p->reclaim_state = NULL;
1571         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1572
1573         cond_resched();
1574
1575         if (order != 0)
1576                 drain_all_pages();
1577
1578         if (likely(did_some_progress)) {
1579                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1580                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1581                 if (page)
1582                         goto got_pg;
1583         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1584                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1585                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1586                         goto restart;
1587                 }
1588
1589                 /*
1590                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1591                  * very high watermark here, this is only to catch
1592                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1593                  * under heavy pressure.
1594                  */
1595                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1596                         order, zonelist, high_zoneidx,
1597                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1598                 if (page) {
1599                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1600                         goto got_pg;
1601                 }
1602
1603                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1604                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1605                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1606                         goto nopage;
1607                 }
1608
1609                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1610                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1611                 goto restart;
1612         }
1613
1614         /*
1615          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1616          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1617          *
1618          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1619          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1620          * implementations.
1621          *
1622          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1623          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1624          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1625          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1626          * allocation still fails, we stop retrying.
1627          */
1628         pages_reclaimed += did_some_progress;
1629         do_retry = 0;
1630         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1631                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1632                         do_retry = 1;
1633                 } else {
1634                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1635                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1636                                         do_retry = 1;
1637                 }
1638                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1639                         do_retry = 1;
1640         }
1641         if (do_retry) {
1642                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1643                 goto rebalance;
1644         }
1645
1646 nopage:
1647         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1648                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1649                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1650                         p->comm, order, gfp_mask);
1651                 dump_stack();
1652                 show_mem();
1653         }
1654 got_pg:
1655         return page;
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1658
1659 /*
1660  * Common helper functions.
1661  */
1662 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1663 {
1664         struct page * page;
1665         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1666         if (!page)
1667                 return 0;
1668         return (unsigned long) page_address(page);
1669 }
1670
1671 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1672
1673 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1674 {
1675         struct page * page;
1676
1677         /*
1678          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1679          * a highmem page
1680          */
1681         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1682
1683         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1684         if (page)
1685                 return (unsigned long) page_address(page);
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1690
1691 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1692 {
1693         int i = pagevec_count(pvec);
1694
1695         while (--i >= 0)
1696                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1697 }
1698
1699 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1700 {
1701         if (put_page_testzero(page)) {
1702                 if (order == 0)
1703                         free_hot_page(page);
1704                 else
1705                         __free_pages_ok(page, order);
1706         }
1707 }
1708
1709 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1710
1711 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1712 {
1713         if (addr != 0) {
1714                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1715                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1716         }
1717 }
1718
1719 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1720
1721 /**
1722  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1723  * @size: the number of bytes to allocate
1724  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1725  *
1726  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1727  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1728  * allocate memory in power-of-two pages.
1729  *
1730  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1731  *
1732  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1733  */
1734 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1735 {
1736         unsigned int order = get_order(size);
1737         unsigned long addr;
1738
1739         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1740         if (addr) {
1741                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1742                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1743
1744                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1745                 while (used < alloc_end) {
1746                         free_page(used);
1747                         used += PAGE_SIZE;
1748                 }
1749         }
1750
1751         return (void *)addr;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1754
1755 /**
1756  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1757  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1758  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1759  *
1760  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1761  */
1762 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1763 {
1764         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1765         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1766
1767         while (addr < end) {
1768                 free_page(addr);
1769                 addr += PAGE_SIZE;
1770         }
1771 }
1772 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1773
1774 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1775 {
1776         struct zoneref *z;
1777         struct zone *zone;
1778
1779         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1780         unsigned int sum = 0;
1781
1782         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1783
1784         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1785                 unsigned long size = zone->present_pages;
1786                 unsigned long high = zone->pages_high;
1787                 if (size > high)
1788                         sum += size - high;
1789         }
1790
1791         return sum;
1792 }
1793
1794 /*
1795  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1796  */
1797 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1798 {
1799         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1800 }
1801 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1802
1803 /*
1804  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1805  */
1806 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1807 {
1808         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1809 }
1810
1811 static inline void show_node(struct zone *zone)
1812 {
1813         if (NUMA_BUILD)
1814                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1815 }
1816
1817 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1818 {
1819         val->totalram = totalram_pages;
1820         val->sharedram = 0;
1821         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1822         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1823         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1824         val->freehigh = nr_free_highpages();
1825         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1826 }
1827
1828 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1829
1830 #ifdef CONFIG_NUMA
1831 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1832 {
1833         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1834
1835         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1836         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1837 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1838         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1839         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1840                         NR_FREE_PAGES);
1841 #else
1842         val->totalhigh = 0;
1843         val->freehigh = 0;
1844 #endif
1845         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1846 }
1847 #endif
1848
1849 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1850
1851 /*
1852  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1853  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1854  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1855  */
1856 void show_free_areas(void)
1857 {
1858         int cpu;
1859         struct zone *zone;
1860
1861         for_each_zone(zone) {
1862                 if (!populated_zone(zone))
1863                         continue;
1864
1865                 show_node(zone);
1866                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1867
1868                 for_each_online_cpu(cpu) {
1869                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1870
1871                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1872
1873                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1874                                cpu, pageset->pcp.high,
1875                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1876                 }
1877         }
1878
1879         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1880                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1881                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1882                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1883                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1884                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1885                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1886                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1887                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1888                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1889                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1890                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1891                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1892
1893         for_each_zone(zone) {
1894                 int i;
1895
1896                 if (!populated_zone(zone))
1897                         continue;
1898
1899                 show_node(zone);
1900                 printk("%s"
1901                         " free:%lukB"
1902                         " min:%lukB"
1903                         " low:%lukB"
1904                         " high:%lukB"
1905                         " active:%lukB"
1906                         " inactive:%lukB"
1907                         " present:%lukB"
1908                         " pages_scanned:%lu"
1909                         " all_unreclaimable? %s"
1910                         "\n",
1911                         zone->name,
1912                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1913                         K(zone->pages_min),
1914                         K(zone->pages_low),
1915                         K(zone->pages_high),
1916                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1917                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1918                         K(zone->present_pages),
1919                         zone->pages_scanned,
1920                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1921                         );
1922                 printk("lowmem_reserve[]:");
1923                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1924                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1925                 printk("\n");
1926         }
1927
1928         for_each_zone(zone) {
1929                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1930
1931                 if (!populated_zone(zone))
1932                         continue;
1933
1934                 show_node(zone);
1935                 printk("%s: ", zone->name);
1936
1937                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1938                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1939                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1940                         total += nr[order] << order;
1941                 }
1942                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1943                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1944                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1945                 printk("= %lukB\n", K(total));
1946         }
1947
1948         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1949
1950         show_swap_cache_info();
1951 }
1952
1953 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1954 {
1955         zoneref->zone = zone;
1956         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Builds allocation fallback zone lists.
1961  *
1962  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1963  */
1964 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1965                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1966 {
1967         struct zone *zone;
1968
1969         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1970         zone_type++;
1971
1972         do {
1973                 zone_type--;
1974                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1975                 if (populated_zone(zone)) {
1976                         zoneref_set_zone(zone,
1977                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1978                         check_highest_zone(zone_type);
1979                 }
1980
1981         } while (zone_type);
1982         return nr_zones;
1983 }
1984
1985
1986 /*
1987  *  zonelist_order:
1988  *  0 = automatic detection of better ordering.
1989  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1990  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1991  *
1992  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1993  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1994  */
1995 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1996 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1997 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1998
1999 /* zonelist order in the kernel.
2000  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2001  */
2002 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2003 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2004
2005
2006 #ifdef CONFIG_NUMA
2007 /* The value user specified ....changed by config */
2008 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2009 /* string for sysctl */
2010 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2011 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2012
2013 /*
2014  * interface for configure zonelist ordering.
2015  * command line option "numa_zonelist_order"
2016  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2017  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2018  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2019  */
2020
2021 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2022 {
2023         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2024                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2025         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2026                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2027         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2028                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2029         } else {
2030                 printk(KERN_WARNING
2031                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2032                         "%s\n", s);
2033                 return -EINVAL;
2034         }
2035         return 0;
2036 }
2037
2038 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2039 {
2040         if (s)
2041                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2042         return 0;
2043 }
2044 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2045
2046 /*
2047  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2048  */
2049 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2050                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2051                 loff_t *ppos)
2052 {
2053         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2054         int ret;
2055
2056         if (write)
2057                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2058                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2059         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2060         if (ret)
2061                 return ret;
2062         if (write) {
2063                 int oldval = user_zonelist_order;
2064                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2065                         /*
2066                          * bogus value.  restore saved string
2067                          */
2068                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2069                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2070                         user_zonelist_order = oldval;
2071                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2072                         build_all_zonelists();
2073         }
2074         return 0;
2075 }
2076
2077
2078 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2079 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2080
2081 /**
2082  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2083  * @node: node whose fallback list we're appending
2084  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2085  *
2086  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2087  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2088  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2089  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2090  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2091  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2092  * on them otherwise.
2093  * It returns -1 if no node is found.
2094  */
2095 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2096 {
2097         int n, val;
2098         int min_val = INT_MAX;
2099         int best_node = -1;
2100         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2101
2102         /* Use the local node if we haven't already */
2103         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2104                 node_set(node, *used_node_mask);
2105                 return node;
2106         }
2107
2108         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2109
2110                 /* Don't want a node to appear more than once */
2111                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2112                         continue;
2113
2114                 /* Use the distance array to find the distance */
2115                 val = node_distance(node, n);
2116
2117                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2118                 val += (n < node);
2119
2120                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2121                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2122                 if (!cpus_empty(*tmp))
2123                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2124
2125                 /* Slight preference for less loaded node */
2126                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2127                 val += node_load[n];
2128
2129                 if (val < min_val) {
2130                         min_val = val;
2131                         best_node = n;
2132                 }
2133         }
2134
2135         if (best_node >= 0)
2136                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2137
2138         return best_node;
2139 }
2140
2141
2142 /*
2143  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2144  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2145  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2146  */
2147 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2148 {
2149         int j;
2150         struct zonelist *zonelist;
2151
2152         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2153         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2154                 ;
2155         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2156                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2157         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2158         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Build gfp_thisnode zonelists
2163  */
2164 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2165 {
2166         int j;
2167         struct zonelist *zonelist;
2168
2169         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2170         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2171         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2172         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2177  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2178  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2179  * may still exist in local DMA zone.
2180  */
2181 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2182
2183 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2184 {
2185         int pos, j, node;
2186         int zone_type;          /* needs to be signed */
2187         struct zone *z;
2188         struct zonelist *zonelist;
2189
2190         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2191         pos = 0;
2192         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2193                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2194                         node = node_order[j];
2195                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2196                         if (populated_zone(z)) {
2197                                 zoneref_set_zone(z,
2198                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2199                                 check_highest_zone(zone_type);
2200                         }
2201                 }
2202         }
2203         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2204         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2205 }
2206
2207 static int default_zonelist_order(void)
2208 {
2209         int nid, zone_type;
2210         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2211         struct zone *z;
2212         int average_size;
2213         /*
2214          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2215          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2216          * into OOM very easily.
2217          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2218          */
2219         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2220         low_kmem_size = 0;
2221         total_size = 0;
2222         for_each_online_node(nid) {
2223                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2224                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2225                         if (populated_zone(z)) {
2226                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2227                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2228                                 total_size += z->present_pages;
2229                         }
2230                 }
2231         }
2232         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2233             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2234                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2235         /*
2236          * look into each node's config.
2237          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2238          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2239          */
2240         average_size = total_size /
2241                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2242         for_each_online_node(nid) {
2243                 low_kmem_size = 0;
2244                 total_size = 0;
2245                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2246                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2247                         if (populated_zone(z)) {
2248                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2249                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2250                                 total_size += z->present_pages;
2251                         }
2252                 }
2253                 if (low_kmem_size &&
2254                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2255                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2256                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2257         }
2258         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2259 }
2260
2261 static void set_zonelist_order(void)
2262 {
2263         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2264                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2265         else
2266                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2267 }
2268
2269 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2270 {
2271         int j, node, load;
2272         enum zone_type i;
2273         nodemask_t used_mask;
2274         int local_node, prev_node;
2275         struct zonelist *zonelist;
2276         int order = current_zonelist_order;
2277
2278         /* initialize zonelists */
2279         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2280                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2281                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2282                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2283         }
2284
2285         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2286         local_node = pgdat->node_id;
2287         load = num_online_nodes();
2288         prev_node = local_node;
2289         nodes_clear(used_mask);
2290
2291         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2292         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2293         j = 0;
2294
2295         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2296                 int distance = node_distance(local_node, node);
2297
2298                 /*
2299                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2300                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2301                  */
2302                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2303                         zone_reclaim_mode = 1;
2304
2305                 /*
2306                  * We don't want to pressure a particular node.
2307                  * So adding penalty to the first node in same
2308                  * distance group to make it round-robin.
2309                  */
2310                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2311                         node_load[node] = load;
2312
2313                 prev_node = node;
2314                 load--;
2315                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2316                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2317                 else
2318                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2319         }
2320
2321         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2322                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2323                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2324         }
2325
2326         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2327 }
2328
2329 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2330 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2331 {
2332         struct zonelist *zonelist;
2333         struct zonelist_cache *zlc;
2334         struct zoneref *z;
2335
2336         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2337         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2338         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2339         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2340                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2341 }
2342
2343
2344 #else   /* CONFIG_NUMA */
2345
2346 static void set_zonelist_order(void)
2347 {
2348         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2349 }
2350
2351 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2352 {
2353         int node, local_node;
2354         enum zone_type j;
2355         struct zonelist *zonelist;
2356
2357         local_node = pgdat->node_id;
2358
2359         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2360         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2361
2362         /*
2363          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2364          * of all the other nodes.
2365          * We don't want to pressure a particular node, so when
2366          * building the zones for node N, we make sure that the
2367          * zones coming right after the local ones are those from
2368          * node N+1 (modulo N)
2369          */
2370         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2371                 if (!node_online(node))
2372                         continue;
2373                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2374                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2375         }
2376         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2377                 if (!node_online(node))
2378                         continue;
2379                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2380                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2381         }
2382
2383         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2384         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2385 }
2386
2387 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2388 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2389 {
2390         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2391 }
2392
2393 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2394
2395 /* return values int ....just for stop_machine() */
2396 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2397 {
2398         int nid;
2399
2400         for_each_online_node(nid) {
2401                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2402
2403                 build_zonelists(pgdat);
2404                 build_zonelist_cache(pgdat);
2405         }
2406         return 0;
2407 }
2408
2409 void build_all_zonelists(void)
2410 {
2411         set_zonelist_order();
2412
2413         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2414                 __build_all_zonelists(NULL);
2415                 mminit_verify_zonelist();
2416                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2417         } else {
2418                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2419                    of zonelist */
2420                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2421                 /* cpuset refresh routine should be here */
2422         }
2423         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2424         /*
2425          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2426          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2427          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2428          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2429          * disabled and enable it later
2430          */
2431         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2432                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2433         else
2434                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2435
2436         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2437                 "Total pages: %ld\n",
2438                         num_online_nodes(),
2439                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2440                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2441                         vm_total_pages);
2442 #ifdef CONFIG_NUMA
2443         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2444 #endif
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2449  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2450  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2451  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2452  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2453  * conservative, even though it seems large.
2454  *
2455  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2456  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2457  */
2458 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2459
2460 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2461 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2462 {
2463         unsigned long size = 1;
2464
2465         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2466
2467         while (size < pages)
2468                 size <<= 1;
2469
2470         /*
2471          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2472          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2473          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2474          */
2475         size = min(size, 4096UL);
2476
2477         return max(size, 4UL);
2478 }
2479 #else
2480 /*
2481  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2482  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2483  *
2484  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2485  *
2486  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2487  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2488  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2489  *
2490  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2491  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2492  *
2493  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2494  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2495  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2496  */
2497 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2498 {
2499         return 4096UL;
2500 }
2501 #endif
2502
2503 /*
2504  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2505  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2506  * hash function before the remainder is taken.
2507  */
2508 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2509 {
2510         return ffz(~size);
2511 }
2512
2513 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2514
2515 /*
2516  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2517  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2518  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2519  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2520  * blocks as reclaim kicks in
2521  */
2522 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2523 {
2524         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2525         struct page *page;
2526         unsigned long reserve, block_migratetype;
2527
2528         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2529         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2530         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2531         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2532                                                         pageblock_order;
2533
2534         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2535                 if (!pfn_valid(pfn))
2536                         continue;
2537                 page = pfn_to_page(pfn);
2538
2539                 /* Watch out for overlapping nodes */
2540                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2541                         continue;
2542
2543                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2544                 if (PageReserved(page))
2545                         continue;
2546
2547                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2548
2549                 /* If this block is reserved, account for it */
2550                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2551                         reserve--;
2552                         continue;
2553                 }
2554
2555                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2556                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2557                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2558                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2559                         reserve--;
2560                         continue;
2561                 }
2562
2563                 /*
2564                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2565                  * take it back
2566                  */
2567                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2568                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2569                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2570                 }
2571         }
2572 }
2573
2574 /*
2575  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2576  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2577  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2578  */
2579 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2580                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2581 {
2582         struct page *page;
2583         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2584         unsigned long pfn;
2585         struct zone *z;
2586
2587         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2588         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2589                 /*
2590                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2591                  * handed to this function.  They do not
2592                  * exist on hotplugged memory.
2593                  */
2594                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2595                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2596                                 continue;
2597                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2598                                 continue;
2599                 }
2600                 page = pfn_to_page(pfn);
2601                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2602                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2603                 init_page_count(page);
2604                 reset_page_mapcount(page);
2605                 SetPageReserved(page);
2606                 /*
2607                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2608                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2609                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2610                  * the address space during boot when many long-lived
2611                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2612                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2613                  * setup_zone_migrate_reserve()
2614                  *
2615                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2616                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2617                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2618                  * pfn out of zone.
2619                  */
2620                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2621                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2622                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2623                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2624
2625                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2626 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2627                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2628                 if (!is_highmem_idx(zone))
2629                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2630 #endif
2631         }
2632 }
2633
2634 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2635 {
2636         int order, t;
2637         for_each_migratetype_order(order, t) {
2638                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2639                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2640         }
2641 }
2642
2643 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2644 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2645         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2646 #endif
2647
2648 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2649 {
2650         int batch;
2651
2652         /*
2653          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2654          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2655          *
2656          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2657          */
2658         batch = zone->present_pages / 1024;
2659         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2660                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2661         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2662         if (batch < 1)
2663                 batch = 1;
2664
2665         /*
2666          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2667          * of 2 value was found to be more likely to have
2668          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2669          *
2670          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2671          * batches of pages, one task can end up with a lot
2672          * of pages of one half of the possible page colors
2673          * and the other with pages of the other colors.
2674          */
2675         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2676
2677         return batch;
2678 }
2679
2680 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2681 {
2682         struct per_cpu_pages *pcp;
2683
2684         memset(p, 0, sizeof(*p));
2685
2686         pcp = &p->pcp;
2687         pcp->count = 0;
2688         pcp->high = 6 * batch;
2689         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2690         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2691 }
2692
2693 /*
2694  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2695  * to the value high for the pageset p.
2696  */
2697
2698 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2699                                 unsigned long high)
2700 {
2701         struct per_cpu_pages *pcp;
2702
2703         pcp = &p->pcp;
2704         pcp->high = high;
2705         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2706         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2707                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2708 }
2709
2710
2711 #ifdef CONFIG_NUMA
2712 /*
2713  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2714  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2715  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2716  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2717  * with interrupts disabled.
2718  *
2719  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2720  *
2721  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2722  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2723  * hotplugged processors.
2724  *
2725  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2726  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2727  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2728  */
2729 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2730
2731 /*
2732  * Dynamically allocate memory for the
2733  * per cpu pageset array in struct zone.
2734  */
2735 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2736 {
2737         struct zone *zone, *dzone;
2738         int node = cpu_to_node(cpu);
2739
2740         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2741
2742         for_each_zone(zone) {
2743
2744                 if (!populated_zone(zone))
2745                         continue;
2746
2747                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2748                                          GFP_KERNEL, node);
2749                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2750                         goto bad;
2751
2752                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2753
2754                 if (percpu_pagelist_fraction)
2755                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2756                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2757         }
2758
2759         return 0;
2760 bad:
2761         for_each_zone(dzone) {
2762                 if (!populated_zone(dzone))
2763                         continue;
2764                 if (dzone == zone)
2765                         break;
2766                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2767                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2768         }
2769         return -ENOMEM;
2770 }
2771
2772 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2773 {
2774         struct zone *zone;
2775
2776         for_each_zone(zone) {
2777                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2778
2779                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2780                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2781                         kfree(pset);
2782                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2783         }
2784 }
2785
2786 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2787                 unsigned long action,
2788                 void *hcpu)
2789 {
2790         int cpu = (long)hcpu;
2791         int ret = NOTIFY_OK;
2792
2793         switch (action) {
2794         case CPU_UP_PREPARE:
2795         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2796                 if (process_zones(cpu))
2797                         ret = NOTIFY_BAD;
2798                 break;
2799         case CPU_UP_CANCELED:
2800         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2801         case CPU_DEAD:
2802         case CPU_DEAD_FROZEN:
2803                 free_zone_pagesets(cpu);
2804                 break;
2805         default:
2806                 break;
2807         }
2808         return ret;
2809 }
2810
2811 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2812         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2813
2814 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2815 {
2816         int err;
2817
2818         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2819          * A cpuup callback will do this for every cpu
2820          * as it comes online
2821          */
2822         err = process_zones(smp_processor_id());
2823         BUG_ON(err);
2824         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2825 }
2826
2827 #endif
2828
2829 static noinline __init_refok
2830 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2831 {
2832         int i;
2833         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2834         size_t alloc_size;
2835
2836         /*
2837          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2838          * per zone.
2839          */
2840         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2841                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2842         zone->wait_table_bits =
2843                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2844         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2845                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2846
2847         if (!slab_is_available()) {
2848                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2849                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2850         } else {
2851                 /*
2852                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2853                  * via memory hot-add.
2854                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2855                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2856                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2857                  * node itself as well.
2858                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2859                  * necessary.
2860                  */
2861                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2862         }
2863         if (!zone->wait_table)
2864                 return -ENOMEM;
2865
2866         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2867                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2868
2869         return 0;
2870 }
2871
2872 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2873 {
2874         int cpu;
2875         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2876
2877         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2878 #ifdef CONFIG_NUMA
2879                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2880                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2881                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2882 #else
2883                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2884 #endif
2885         }
2886         if (zone->present_pages)
2887                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2888                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2889 }
2890
2891 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2892                                         unsigned long zone_start_pfn,
2893                                         unsigned long size,
2894                                         enum memmap_context context)
2895 {
2896         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2897         int ret;
2898         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2899         if (ret)
2900                 return ret;
2901         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2902
2903         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2904
2905         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2906                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2907                         pgdat->node_id,
2908                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2909                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2910
2911         zone_init_free_lists(zone);
2912
2913         return 0;
2914 }
2915
2916 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2917 /*
2918  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2919  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2920  */
2921 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2922 {
2923         int i;
2924
2925         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2926                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2927                         return i;
2928
2929         return -1;
2930 }
2931
2932 /*
2933  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2934  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2935  */
2936 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2937 {
2938         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2939                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2940                         return index;
2941
2942         return -1;
2943 }
2944
2945 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2946 /*
2947  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2948  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2949  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2950  * alternative
2951  */
2952 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2953 {
2954         int i;
2955
2956         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2957                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2958                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2959
2960                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2961                         return early_node_map[i].nid;
2962         }
2963         /* This is a memory hole */
2964         return -1;
2965 }
2966 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2967
2968 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2969 {
2970         int nid;
2971
2972         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
2973         if (nid >= 0)
2974                 return nid;
2975         /* just returns 0 */
2976         return 0;
2977 }
2978
2979 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
2980 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
2981 {
2982         int nid;
2983
2984         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
2985         if (nid >= 0 && nid != node)
2986                 return false;
2987         return true;
2988 }
2989 #endif
2990
2991 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2992 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2993         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2994                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2995
2996 /**
2997  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2998  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2999  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3000  *
3001  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3002  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3003  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3004  */
3005 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3006                                                 unsigned long max_low_pfn)
3007 {
3008         int i;
3009
3010         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3011                 unsigned long size_pages = 0;
3012                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3013
3014                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3015                         continue;
3016
3017                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3018                         end_pfn = max_low_pfn;
3019
3020                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3021                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3022                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3023                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3024         }
3025 }
3026
3027 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3028 {
3029         int i;
3030         int ret;
3031
3032         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3033                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3034                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3035                 if (ret)
3036                         break;
3037         }
3038 }
3039 /**
3040  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3041  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3042  *
3043  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3044  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3045  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3046  */
3047 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3048 {
3049         int i;
3050
3051         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3052                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3053                                 early_node_map[i].start_pfn,
3054                                 early_node_map[i].end_pfn);
3055 }
3056
3057 /**
3058  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3059  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3060  * @start_pfn: The start pfn of the node
3061  * @end_pfn: The end pfn of the node
3062  *
3063  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3064  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3065  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3066  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3067  * be used later.
3068  */
3069 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3070 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3071                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3072 {
3073         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3074                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3075                         nid, start_pfn, end_pfn);
3076
3077         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3078         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3079                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3080
3081         /* Update the boundaries */
3082         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3083                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3084         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3085                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3086 }
3087
3088 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3089 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3090                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3091 {
3092         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3093                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3094                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3095
3096         /* Return if boundary information has not been provided */
3097         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3098                 return;
3099
3100         /* Check the boundaries and update if necessary */
3101         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3102                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3103         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3104                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3105 }
3106 #else
3107 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3108                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3109
3110 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3111                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3112 #endif
3113
3114
3115 /**
3116  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3117  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3118  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3119  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3120  *
3121  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3122  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3123  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3124  * PFNs will be 0.
3125  */
3126 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3127                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3128 {
3129         int i;
3130         *start_pfn = -1UL;
3131         *end_pfn = 0;
3132
3133         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3134                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3135                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3136         }
3137
3138         if (*start_pfn == -1UL)
3139                 *start_pfn = 0;
3140
3141         /* Push the node boundaries out if requested */
3142         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3143 }
3144
3145 /*
3146  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3147  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3148  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3149  */
3150 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3151 {
3152         int zone_index;
3153         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3154                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3155                         continue;
3156
3157                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3158                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3159                         break;
3160         }
3161
3162         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3163         movable_zone = zone_index;
3164 }
3165
3166 /*
3167  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3168  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3169  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3170  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3171  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3172  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3173  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3174  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3175  */
3176 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3177                                         unsigned long zone_type,
3178                                         unsigned long node_start_pfn,
3179                                         unsigned long node_end_pfn,
3180                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3181                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3182 {
3183         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3184         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3185                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3186                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3187                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3188                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3189                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3190
3191                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3192                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3193                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3194                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3195
3196                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3197                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3198                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3199         }
3200 }
3201
3202 /*
3203  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3204  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3205  */
3206 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3207                                         unsigned long zone_type,
3208                                         unsigned long *ignored)
3209 {
3210         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3211         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3212
3213         /* Get the start and end of the node and zone */
3214         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3215         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3216         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3217         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3218                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3219                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3220
3221         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3222         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3223                 return 0;
3224
3225         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3226         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3227         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3228
3229         /* Return the spanned pages */
3230         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3235  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3236  */
3237 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3238                                 unsigned long range_start_pfn,
3239                                 unsigned long range_end_pfn)
3240 {
3241         int i = 0;
3242         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3243         unsigned long start_pfn;
3244
3245         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3246         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3247         if (i == -1)
3248                 return 0;
3249
3250         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3251
3252         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3253         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3254                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3255
3256         /* Find all holes for the zone within the node */
3257         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3258
3259                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3260                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3261                         break;
3262
3263                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3264                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3265                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3266
3267                 /* Update the hole size cound and move on */
3268                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3269                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3270                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3271                 }
3272                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3273         }
3274
3275         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3276         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3277                 hole_pages += range_end_pfn -
3278                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3279
3280         return hole_pages;
3281 }
3282
3283 /**
3284  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3285  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3286  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3287  *
3288  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3289  */
3290 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3291                                                         unsigned long end_pfn)
3292 {
3293         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3294 }
3295
3296 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3297 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3298                                         unsigned long zone_type,
3299                                         unsigned long *ignored)
3300 {
3301         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3302         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3303
3304         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3305         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3306                                                         node_start_pfn);
3307         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3308                                                         node_end_pfn);
3309
3310         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3311                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3312                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3313         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3314 }
3315
3316 #else
3317 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3318                                         unsigned long zone_type,
3319                                         unsigned long *zones_size)
3320 {
3321         return zones_size[zone_type];
3322 }
3323
3324 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3325                                                 unsigned long zone_type,
3326                                                 unsigned long *zholes_size)
3327 {
3328         if (!zholes_size)
3329                 return 0;
3330
3331         return zholes_size[zone_type];
3332 }
3333
3334 #endif
3335
3336 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3337                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3338 {
3339         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3340         enum zone_type i;
3341
3342         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3343                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3344                                                                 zones_size);
3345         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3346
3347         realtotalpages = totalpages;
3348         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3349                 realtotalpages -=
3350                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3351                                                                 zholes_size);
3352         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3353         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3354                                                         realtotalpages);
3355 }
3356
3357 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3358 /*
3359  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3360  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3361  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3362  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3363  * bytes.
3364  */
3365 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3366 {
3367         unsigned long usemapsize;
3368
3369         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3370         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3371         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3372         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3373
3374         return usemapsize / 8;
3375 }
3376
3377 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3378                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3379 {
3380         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3381         zone->pageblock_flags = NULL;
3382         if (usemapsize) {
3383                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3384                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3385         }
3386 }
3387 #else
3388 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3389                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3390 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3391
3392 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3393
3394 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3395 static inline int pageblock_default_order(void)
3396 {
3397         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3398                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3399
3400         return MAX_ORDER-1;
3401 }
3402
3403 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3404 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3405 {
3406         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3407         if (pageblock_order)
3408                 return;
3409
3410         /*
3411          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3412          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3413          */
3414         pageblock_order = order;
3415 }
3416 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3417
3418 /*
3419  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3420  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3421  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3422  * pageblock_order based on the kernel config
3423  */
3424 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3425 {
3426         return MAX_ORDER-1;
3427 }
3428 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3429
3430 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3431
3432 /*
3433  * Set up the zone data structures:
3434  *   - mark all pages reserved
3435  *   - mark all memory queues empty
3436  *   - clear the memory bitmaps
3437  */
3438 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3439                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3440 {
3441         enum zone_type j;
3442         int nid = pgdat->node_id;
3443         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3444         int ret;
3445
3446         pgdat_resize_init(pgdat);
3447         pgdat->nr_zones = 0;
3448         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3449         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3450         
3451         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3452                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3453                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3454
3455                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3456                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3457                                                                 zholes_size);
3458
3459                 /*
3460                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3461                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3462                  * and per-cpu initialisations
3463                  */
3464                 memmap_pages =
3465                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3466                 if (realsize >= memmap_pages) {
3467                         realsize -= memmap_pages;
3468                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3469                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3470                                 zone_names[j], memmap_pages);
3471                 } else
3472                         printk(KERN_WARNING
3473                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3474                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3475
3476                 /* Account for reserved pages */
3477                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3478                         realsize -= dma_reserve;
3479                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3480                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3481                                         zone_names[0], dma_reserve);
3482                 }
3483
3484                 if (!is_highmem_idx(j))
3485                         nr_kernel_pages += realsize;
3486                 nr_all_pages += realsize;
3487
3488                 zone->spanned_pages = size;
3489                 zone->present_pages = realsize;
3490 #ifdef CONFIG_NUMA
3491                 zone->node = nid;
3492                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3493                                                 / 100;
3494                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3495 #endif
3496                 zone->name = zone_names[j];
3497                 spin_lock_init(&zone->lock);
3498                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3499                 zone_seqlock_init(zone);
3500                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3501
3502                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3503
3504                 zone_pcp_init(zone);
3505                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3506                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3507                 zone->nr_scan_active = 0;
3508                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3509                 zap_zone_vm_stats(zone);
3510                 zone->flags = 0;
3511                 if (!size)
3512                         continue;
3513
3514                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3515                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3516                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3517                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3518                 BUG_ON(ret);
3519                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3520                 zone_start_pfn += size;
3521         }
3522 }
3523
3524 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3525 {
3526         /* Skip empty nodes */
3527         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3528                 return;
3529
3530 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3531         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3532         if (!pgdat->node_mem_map) {
3533                 unsigned long size, start, end;
3534                 struct page *map;
3535
3536                 /*
3537                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3538                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3539                  * for the buddy allocator to function correctly.
3540                  */
3541                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3542                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3543                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3544                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3545                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3546                 if (!map)
3547                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3548                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3549         }
3550 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3551         /*
3552          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3553          */
3554         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3555                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3556 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3557                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3558                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3559 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3560         }
3561 #endif
3562 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3563 }
3564
3565 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3566                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3567 {
3568         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3569
3570         pgdat->node_id = nid;
3571         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3572         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3573
3574         alloc_node_mem_map(pgdat);
3575 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3576         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3577                 nid, (unsigned long)pgdat,
3578                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3579 #endif
3580
3581         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3582 }
3583
3584 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3585
3586 #if MAX_NUMNODES > 1
3587 /*
3588  * Figure out the number of possible node ids.
3589  */
3590 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3591 {
3592         unsigned int node;
3593         unsigned int highest = 0;
3594
3595         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3596                 highest = node;
3597         nr_node_ids = highest + 1;
3598 }
3599 #else
3600 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3601 {
3602 }
3603 #endif
3604
3605 /**
3606  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3607  * @nid: The node ID the range resides on
3608  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3609  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3610  *
3611  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3612  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3613  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3614  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3615  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3616  */
3617 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3618                                                 unsigned long end_pfn)
3619 {
3620         int i;
3621
3622         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3623                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3624                         "%d entries of %d used\n",
3625                         nid, start_pfn, end_pfn,
3626                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3627
3628         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3629
3630         /* Merge with existing active regions if possible */
3631         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3632                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3633                         continue;
3634
3635                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3636                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3637                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3638                         return;
3639
3640                 /* Merge forward if suitable */
3641                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3642                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3643                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3644                         return;
3645                 }
3646
3647                 /* Merge backward if suitable */
3648                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3649                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3650                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3651                         return;
3652                 }
3653         }
3654
3655         /* Check that early_node_map is large enough */
3656         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3657                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3658                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3659                 return;
3660         }
3661
3662         early_node_map[i].nid = nid;
3663         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3664         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3665         nr_nodemap_entries = i + 1;
3666 }
3667
3668 /**
3669  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3670  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3671  * @start_pfn: The new PFN of the range
3672  * @end_pfn: The new PFN of the range
3673  *
3674  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3675  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3676  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3677  * range.
3678  */
3679 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3680                                 unsigned long end_pfn)
3681 {
3682         int i, j;
3683         int removed = 0;
3684
3685         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3686                           nid, start_pfn, end_pfn);
3687
3688         /* Find the old active region end and shrink */
3689         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3690                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3691                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3692                         /* clear it */
3693                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3694                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3695                         removed = 1;
3696                         continue;
3697                 }
3698                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3699                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3700                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3701                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3702                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3703                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3704                         continue;
3705                 }
3706                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3707                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3708                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3709                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3710                         continue;
3711                 }
3712         }
3713
3714         if (!removed)
3715                 return;
3716
3717         /* remove the blank ones */
3718         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3719                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3720                         continue;
3721                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3722                         continue;
3723                 /* we found it, get rid of it */
3724                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3725                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3726                                 sizeof(early_node_map[j]));
3727                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3728                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3729                 nr_nodemap_entries--;
3730         }
3731 }
3732
3733 /**
3734  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3735  *
3736  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3737  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3738  * all currently registered regions.
3739  */
3740 void __init remove_all_active_ranges(void)
3741 {
3742         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3743         nr_nodemap_entries = 0;
3744 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3745         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3746         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3747 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3748 }
3749
3750 /* Compare two active node_active_regions */
3751 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3752 {
3753         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3754         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3755
3756         /* Done this way to avoid overflows */
3757         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3758                 return 1;
3759         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3760                 return -1;
3761
3762         return 0;
3763 }
3764
3765 /* sort the node_map by start_pfn */
3766 static void __init sort_node_map(void)
3767 {
3768         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3769                         sizeof(struct node_active_region),
3770                         cmp_node_active_region, NULL);
3771 }
3772
3773 /* Find the lowest pfn for a node */
3774 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3775 {
3776         int i;
3777         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3778
3779         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3780         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3781                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3782
3783         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3784                 printk(KERN_WARNING
3785                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3786                 return 0;
3787         }
3788
3789         return min_pfn;
3790 }
3791
3792 /**
3793  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3794  *
3795  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3796  * add_active_range().
3797  */
3798 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3799 {
3800         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3801 }
3802
3803 /*
3804  * early_calculate_totalpages()
3805  * Sum pages in active regions for movable zone.
3806  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3807  */
3808 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3809 {
3810         int i;
3811         unsigned long totalpages = 0;
3812
3813         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3814                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3815                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3816                 totalpages += pages;
3817                 if (pages)
3818                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3819         }
3820         return totalpages;
3821 }
3822
3823 /*
3824  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3825  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3826  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3827  * others
3828  */
3829 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3830 {
3831         int i, nid;
3832         unsigned long usable_startpfn;
3833         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3834         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3835         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3836
3837         /*
3838          * If movablecore was specified, calculate what size of
3839          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3840          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3841          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3842          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3843          * what movablecore would have allowed.
3844          */
3845         if (required_movablecore) {
3846                 unsigned long corepages;
3847
3848                 /*
3849                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3850                  * was requested by the user
3851                  */
3852                 required_movablecore =
3853                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3854                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3855
3856                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3857         }
3858
3859         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3860         if (!required_kernelcore)
3861                 return;
3862
3863         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3864         find_usable_zone_for_movable();
3865         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3866
3867 restart:
3868         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3869         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3870         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3871                 /*
3872                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3873                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3874                  * amount of memory for the kernel
3875                  */
3876                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3877                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3878
3879                 /*
3880                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3881                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3882                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3883                  */
3884                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3885
3886                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3887                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3888                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3889                         unsigned long size_pages;
3890
3891                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3892                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3893                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3894                         if (start_pfn >= end_pfn)
3895                                 continue;
3896
3897                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3898                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3899                                 unsigned long kernel_pages;
3900                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3901                                                                 - start_pfn;
3902
3903                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3904                                                         kernelcore_remaining);
3905                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3906                                                         required_kernelcore);
3907
3908                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3909                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3910
3911                                         /*
3912                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3913                                          * that if we have to rebalance
3914                                          * kernelcore across nodes, we will
3915                                          * not double account here
3916                                          */
3917                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3918                                         continue;
3919                                 }
3920                                 start_pfn = usable_startpfn;
3921                         }
3922
3923                         /*
3924                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3925                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3926                          * number of pages used as kernelcore
3927                          */
3928                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3929                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3930                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3931                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3932
3933                         /*
3934                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3935                          * break if the kernelcore for this node has been
3936                          * satisified
3937                          */
3938                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3939                                                                 size_pages);
3940                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3941                         if (!kernelcore_remaining)
3942                                 break;
3943                 }
3944         }
3945
3946         /*
3947          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3948          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3949          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3950          * satisified
3951          */
3952         usable_nodes--;
3953         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3954                 goto restart;
3955
3956         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3957         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3958                 zone_movable_pfn[nid] =
3959                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3960 }
3961
3962 /* Any regular memory on that node ? */
3963 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3964 {
3965 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3966         enum zone_type zone_type;
3967
3968         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3969                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3970                 if (zone->present_pages)
3971                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3972         }
3973 #endif
3974 }
3975
3976 /**
3977  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3978  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3979  *
3980  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3981  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3982  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3983  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3984  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3985  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3986  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3987  * at arch_max_dma_pfn.
3988  */
3989 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3990 {
3991         unsigned long nid;
3992         enum zone_type i;
3993
3994         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3995         sort_node_map();
3996
3997         /* Record where the zone boundaries are */
3998         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3999                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4000         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4001                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4002         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4003         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4004         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4005                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4006                         continue;
4007                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4008                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4009                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4010                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4011         }
4012         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4013         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4014
4015         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4016         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4017         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4018
4019         /* Print out the zone ranges */
4020         printk("Zone PFN ranges:\n");
4021         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4022                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4023                         continue;
4024                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4025                                 zone_names[i],
4026                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4027                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4028         }
4029
4030         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4031         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4032         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4033                 if (zone_movable_pfn[i])
4034                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4035         }
4036
4037         /* Print out the early_node_map[] */
4038         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4039         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4040                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4041                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4042                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4043
4044         /* Initialise every node */
4045         mminit_verify_pageflags_layout();
4046         setup_nr_node_ids();
4047         for_each_online_node(nid) {
4048                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4049                 free_area_init_node(nid, NULL,
4050                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4051
4052                 /* Any memory on that node */
4053                 if (pgdat->node_present_pages)
4054                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4055                 check_for_regular_memory(pgdat);
4056         }
4057 }
4058
4059 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4060 {
4061         unsigned long long coremem;
4062         if (!p)
4063                 return -EINVAL;
4064
4065         coremem = memparse(p, &p);
4066         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4067
4068         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4069         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4070
4071         return 0;
4072 }
4073
4074 /*
4075  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4076  * cannot be reclaimed or migrated.
4077  */
4078 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4079 {
4080         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4081 }
4082
4083 /*
4084  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4085  * can be reclaimed or migrated.
4086  */
4087 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4088 {
4089         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4090 }
4091
4092 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4093 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4094
4095 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4096
4097 /**
4098  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4099  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4100  *
4101  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4102  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4103  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4104  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4105  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4106  * smaller per-cpu batchsize.
4107  */
4108 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4109 {
4110         dma_reserve = new_dma_reserve;
4111 }
4112
4113 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4114 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4115 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4116 #endif
4117
4118 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4119 {
4120         free_area_init_node(0, zones_size,
4121                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4122 }
4123
4124 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4125                                  unsigned long action, void *hcpu)
4126 {
4127         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4128
4129         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4130                 drain_pages(cpu);
4131
4132                 /*
4133                  * Spill the event counters of the dead processor
4134                  * into the current processors event counters.
4135                  * This artificially elevates the count of the current
4136                  * processor.
4137                  */
4138                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4139
4140                 /*
4141                  * Zero the differential counters of the dead processor
4142                  * so that the vm statistics are consistent.
4143                  *
4144                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4145                  * race with what we are doing.
4146                  */
4147                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4148         }
4149         return NOTIFY_OK;
4150 }
4151
4152 void __init page_alloc_init(void)
4153 {
4154         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4155 }
4156
4157 /*
4158  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4159  *      or min_free_kbytes changes.
4160  */
4161 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4162 {
4163         struct pglist_data *pgdat;
4164         unsigned long reserve_pages = 0;
4165         enum zone_type i, j;
4166
4167         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4168                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4169                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4170                         unsigned long max = 0;
4171
4172                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4173                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4174                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4175                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4176                         }
4177
4178                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4179                         max += zone->pages_high;
4180
4181                         if (max > zone->present_pages)
4182                                 max = zone->present_pages;
4183                         reserve_pages += max;
4184                 }
4185         }
4186         totalreserve_pages = reserve_pages;
4187 }
4188
4189 /*
4190  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4191  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4192  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4193  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4194  */
4195 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4196 {
4197         struct pglist_data *pgdat;
4198         enum zone_type j, idx;
4199
4200         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4201                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4202                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4203                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4204
4205                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4206
4207                         idx = j;
4208                         while (idx) {
4209                                 struct zone *lower_zone;
4210
4211                                 idx--;
4212
4213                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4214                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4215
4216                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4217                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4218                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4219                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4220                         }
4221                 }
4222         }
4223
4224         /* update totalreserve_pages */
4225         calculate_totalreserve_pages();
4226 }
4227
4228 /**
4229  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4230  *
4231  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4232  * with respect to min_free_kbytes.
4233  */
4234 void setup_per_zone_pages_min(void)
4235 {
4236         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4237         unsigned long lowmem_pages = 0;
4238         struct zone *zone;
4239         unsigned long flags;
4240
4241         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4242         for_each_zone(zone) {
4243                 if (!is_highmem(zone))
4244                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4245         }
4246
4247         for_each_zone(zone) {
4248                 u64 tmp;
4249
4250                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4251                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4252                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4253                 if (is_highmem(zone)) {
4254                         /*
4255                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4256                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4257                          * value here.
4258                          *
4259                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4260                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4261                          * not be capped for highmem.
4262                          */
4263                         int min_pages;
4264
4265                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4266                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4267                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4268                         if (min_pages > 128)
4269                                 min_pages = 128;
4270                         zone->pages_min = min_pages;
4271                 } else {
4272                         /*
4273                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4274                          * proportionate to the zone's size.
4275                          */
4276                         zone->pages_min = tmp;
4277                 }
4278
4279                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4280                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4281                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4282                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4283         }
4284
4285         /* update totalreserve_pages */
4286         calculate_totalreserve_pages();
4287 }
4288
4289 /*
4290  * Initialise min_free_kbytes.
4291  *
4292  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4293  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4294  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4295  *
4296  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4297  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4298  *
4299  * which yields
4300  *
4301  * 16MB:        512k
4302  * 32MB:        724k
4303  * 64MB:        1024k
4304  * 128MB:       1448k
4305  * 256MB:       2048k
4306  * 512MB:       2896k
4307  * 1024MB:      4096k
4308  * 2048MB:      5792k
4309  * 4096MB:      8192k
4310  * 8192MB:      11584k
4311  * 16384MB:     16384k
4312  */
4313 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4314 {
4315         unsigned long lowmem_kbytes;
4316
4317         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4318
4319         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4320         if (min_free_kbytes < 128)
4321                 min_free_kbytes = 128;
4322         if (min_free_kbytes > 65536)
4323                 min_free_kbytes = 65536;
4324         setup_per_zone_pages_min();
4325         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4326         return 0;
4327 }
4328 module_init(init_per_zone_pages_min)
4329
4330 /*
4331  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4332  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4333  *      changes.
4334  */
4335 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4336         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4337 {
4338         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4339         if (write)
4340                 setup_per_zone_pages_min();
4341         return 0;
4342 }
4343
4344 #ifdef CONFIG_NUMA
4345 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4346         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4347 {
4348         struct zone *zone;
4349         int rc;
4350
4351         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4352         if (rc)
4353                 return rc;
4354
4355         for_each_zone(zone)
4356                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4357                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4358         return 0;
4359 }
4360
4361 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4362         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4363 {
4364         struct zone *zone;
4365         int rc;
4366
4367         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4368         if (rc)
4369                 return rc;
4370
4371         for_each_zone(zone)
4372                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4373                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4374         return 0;
4375 }
4376 #endif
4377
4378 /*
4379  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4380  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4381  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4382  *
4383  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4384  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4385  * if in function of the boot time zone sizes.
4386  */
4387 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4388         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4389 {
4390         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4391         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4392         return 0;
4393 }
4394
4395 /*
4396  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4397  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4398  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4399  */
4400
4401 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4402         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4403 {
4404         struct zone *zone;
4405         unsigned int cpu;
4406         int ret;
4407
4408         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4409         if (!write || (ret == -EINVAL))
4410                 return ret;
4411         for_each_zone(zone) {
4412                 for_each_online_cpu(cpu) {
4413                         unsigned long  high;
4414                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4415                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4416                 }
4417         }
4418         return 0;
4419 }
4420
4421 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4422
4423 #ifdef CONFIG_NUMA
4424 static int __init set_hashdist(char *str)
4425 {
4426         if (!str)
4427                 return 0;
4428         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4429         return 1;
4430 }
4431 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4432 #endif
4433
4434 /*
4435  * allocate a large system hash table from bootmem
4436  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4437  *   quantity of entries
4438  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4439  */
4440 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4441                                      unsigned long bucketsize,
4442                                      unsigned long numentries,
4443                                      int scale,
4444                                      int flags,
4445                                      unsigned int *_hash_shift,
4446                                      unsigned int *_hash_mask,
4447                                      unsigned long limit)
4448 {
4449         unsigned long long max = limit;
4450         unsigned long log2qty, size;
4451         void *table = NULL;
4452
4453         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4454         if (!numentries) {
4455                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4456                 numentries = nr_kernel_pages;
4457                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4458                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4459                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4460
4461                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4462                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4463                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4464                 else
4465                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4466
4467                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4468                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4469                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4470         }
4471         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4472
4473         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4474         if (max == 0) {
4475                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4476                 do_div(max, bucketsize);
4477         }
4478
4479         if (numentries > max)
4480                 numentries = max;
4481
4482         log2qty = ilog2(numentries);
4483
4484         do {
4485                 size = bucketsize << log2qty;
4486                 if (flags & HASH_EARLY)
4487                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4488                 else if (hashdist)
4489                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4490                 else {
4491                         unsigned long order = get_order(size);
4492                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4493                         /*
4494                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4495                          * some pages at the end of hash table.
4496                          */
4497                         if (table) {
4498                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4499                                                 (PAGE_SIZE << order);
4500                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4501                                                 PAGE_ALIGN(size);
4502                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4503                                 while (used < alloc_end) {
4504                                         free_page(used);
4505                                         used += PAGE_SIZE;
4506                                 }
4507                         }
4508                 }
4509         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4510
4511         if (!table)
4512                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4513
4514         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4515                tablename,
4516                (1U << log2qty),
4517                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4518                size);
4519
4520         if (_hash_shift)
4521                 *_hash_shift = log2qty;
4522         if (_hash_mask)
4523                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4524
4525         return table;
4526 }
4527
4528 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4529 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4530 {
4531         return __pfn_to_page(pfn);
4532 }
4533 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4534 {
4535         return __page_to_pfn(page);
4536 }
4537 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4538 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4539 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4540
4541 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4542 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4543                                                         unsigned long pfn)
4544 {
4545 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4546         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4547 #else
4548         return zone->pageblock_flags;
4549 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4550 }
4551
4552 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4553 {
4554 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4555         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4556         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4557 #else
4558         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4559         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4560 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4561 }
4562
4563 /**
4564  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4565  * @page: The page within the block of interest
4566  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4567  * @end_bitidx: The last bit of interest
4568  * returns pageblock_bits flags
4569  */
4570 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4571                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4572 {
4573         struct zone *zone;
4574         unsigned long *bitmap;
4575         unsigned long pfn, bitidx;
4576         unsigned long flags = 0;
4577         unsigned long value = 1;
4578
4579         zone = page_zone(page);
4580         pfn = page_to_pfn(page);
4581         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4582         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4583
4584         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4585                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4586                         flags |= value;
4587
4588         return flags;
4589 }
4590
4591 /**
4592  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4593  * @page: The page within the block of interest
4594  * @start_bitidx: The first bit of interest
4595  * @end_bitidx: The last bit of interest
4596  * @flags: The flags to set
4597  */
4598 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4599                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4600 {
4601         struct zone *zone;
4602         unsigned long *bitmap;
4603         unsigned long pfn, bitidx;
4604         unsigned long value = 1;
4605
4606         zone = page_zone(page);
4607         pfn = page_to_pfn(page);
4608         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4609         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4610         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4611         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4612
4613         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4614                 if (flags & value)
4615                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4616                 else
4617                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4618 }
4619
4620 /*
4621  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4622  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4623  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4624  */
4625
4626 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4627 {
4628         struct zone *zone;
4629         unsigned long flags;
4630         int ret = -EBUSY;
4631
4632         zone = page_zone(page);
4633         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4634         /*
4635          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4636          */
4637         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4638                 goto out;
4639         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4640         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4641         ret = 0;
4642 out:
4643         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4644         if (!ret)
4645                 drain_all_pages();
4646         return ret;
4647 }
4648
4649 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4650 {
4651         struct zone *zone;
4652         unsigned long flags;
4653         zone = page_zone(page);
4654         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4655         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4656                 goto out;
4657         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4658         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4659 out:
4660         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4661 }
4662
4663 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4664 /*
4665  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4666  */
4667 void
4668 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4669 {
4670         struct page *page;
4671         struct zone *zone;
4672         int order, i;
4673         unsigned long pfn;
4674         unsigned long flags;
4675         /* find the first valid pfn */
4676         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4677                 if (pfn_valid(pfn))
4678                         break;
4679         if (pfn == end_pfn)
4680                 return;
4681         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4682         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4683         pfn = start_pfn;
4684         while (pfn < end_pfn) {
4685                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4686                         pfn++;
4687                         continue;
4688                 }
4689                 page = pfn_to_page(pfn);
4690                 BUG_ON(page_count(page));
4691                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4692                 order = page_order(page);
4693 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4694                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4695                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4696 #endif
4697                 list_del(&page->lru);
4698                 rmv_page_order(page);
4699                 zone->free_area[order].nr_free--;
4700                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4701                                       - (1UL << order));
4702                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4703                         SetPageReserved((page+i));
4704                 pfn += (1 << order);
4705         }
4706         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4707 }
4708 #endif