fs/seq_file: fix out-of-bounds read
[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/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
131
132 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
133 int pageblock_order __read_mostly;
134 #endif
135
136 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
137
138 /*
139  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
140  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
141  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
142  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
143  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
144  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
145  *
146  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
147  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
148  */
149 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
150 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
151          256,
152 #endif
153 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
154          256,
155 #endif
156 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
157          32,
158 #endif
159          32,
160 };
161
162 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
163
164 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
165 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
166          "DMA",
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
169          "DMA32",
170 #endif
171          "Normal",
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173          "HighMem",
174 #endif
175          "Movable",
176 };
177
178 int min_free_kbytes = 1024;
179
180 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
181 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
182 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
183
184 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
185   /*
186    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
187    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
188    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
189    * so the number of times add_active_range() can be called is
190    * related to the number of nodes and the number of holes
191    */
192   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
193     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
194     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
195   #else
196     #if MAX_NUMNODES >= 32
197       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
198       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
199     #else
200       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
201       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
202     #endif
203   #endif
204
205   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
206   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
207   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
208   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
209   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
210   static unsigned long __initdata required_movablecore;
211   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
212
213   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
214   int movable_zone;
215   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
216 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
217
218 #if MAX_NUMNODES > 1
219 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
220 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
221 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
222 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
223 #endif
224
225 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
226
227 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
228 {
229
230         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
231                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
232
233         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
234                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
235 }
236
237 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
238
239 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
240 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
241 {
242         int ret = 0;
243         unsigned seq;
244         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
245
246         do {
247                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
248                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
249                         ret = 1;
250                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
251                         ret = 1;
252         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
253
254         return ret;
255 }
256
257 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
258 {
259         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
260                 return 0;
261         if (zone != page_zone(page))
262                 return 0;
263
264         return 1;
265 }
266 /*
267  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
268  */
269 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
270 {
271         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
272                 return 1;
273         if (!page_is_consistent(zone, page))
274                 return 1;
275
276         return 0;
277 }
278 #else
279 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
280 {
281         return 0;
282 }
283 #endif
284
285 static void bad_page(struct page *page)
286 {
287         static unsigned long resume;
288         static unsigned long nr_shown;
289         static unsigned long nr_unshown;
290
291         /* Don't complain about poisoned pages */
292         if (PageHWPoison(page)) {
293                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
294                 return;
295         }
296
297         /*
298          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
299          * or allow a steady drip of one report per second.
300          */
301         if (nr_shown == 60) {
302                 if (time_before(jiffies, resume)) {
303                         nr_unshown++;
304                         goto out;
305                 }
306                 if (nr_unshown) {
307                         printk(KERN_ALERT
308                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
309                                 nr_unshown);
310                         nr_unshown = 0;
311                 }
312                 nr_shown = 0;
313         }
314         if (nr_shown++ == 0)
315                 resume = jiffies + 60 * HZ;
316
317         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
318                 current->comm, page_to_pfn(page));
319         dump_page(page);
320
321         print_modules();
322         dump_stack();
323 out:
324         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
325         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
326         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
327 }
328
329 /*
330  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
331  *
332  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
333  *
334  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
335  *
336  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
337  * the head page (even the head page has this).
338  *
339  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
340  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
341  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
342  */
343
344 static void free_compound_page(struct page *page)
345 {
346         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
347 }
348
349 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
350 {
351         int i;
352         int nr_pages = 1 << order;
353
354         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
355         set_compound_order(page, order);
356         __SetPageHead(page);
357         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
358                 struct page *p = page + i;
359                 __SetPageTail(p);
360                 set_page_count(p, 0);
361                 p->first_page = page;
362         }
363 }
364
365 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
366 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
367 {
368         int i;
369         int nr_pages = 1 << order;
370         int bad = 0;
371
372         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
373             unlikely(!PageHead(page))) {
374                 bad_page(page);
375                 bad++;
376         }
377
378         __ClearPageHead(page);
379
380         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
381                 struct page *p = page + i;
382
383                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
384                         bad_page(page);
385                         bad++;
386                 }
387                 __ClearPageTail(p);
388         }
389
390         return bad;
391 }
392
393 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
394 {
395         int i;
396
397         /*
398          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
399          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
400          */
401         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
402         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
403                 clear_highpage(page + i);
404 }
405
406 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
407 {
408         set_page_private(page, order);
409         __SetPageBuddy(page);
410 }
411
412 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
413 {
414         __ClearPageBuddy(page);
415         set_page_private(page, 0);
416 }
417
418 /*
419  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
420  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
421  *
422  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
423  * the following equation:
424  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
425  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
426  * 1 buddy is #10:
427  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
428  *
429  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
430  * satisfies the following equation:
431  *     P = B & ~(1 << O)
432  *
433  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
434  */
435 static inline unsigned long
436 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
437 {
438         return page_idx ^ (1 << order);
439 }
440
441 /*
442  * This function checks whether a page is free && is the buddy
443  * we can do coalesce a page and its buddy if
444  * (a) the buddy is not in a hole &&
445  * (b) the buddy is in the buddy system &&
446  * (c) a page and its buddy have the same order &&
447  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
448  *
449  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
450  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
451  *
452  * For recording page's order, we use page_private(page).
453  */
454 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
455                                                                 int order)
456 {
457         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
458                 return 0;
459
460         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
461                 return 0;
462
463         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
464                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
465                 return 1;
466         }
467         return 0;
468 }
469
470 /*
471  * Freeing function for a buddy system allocator.
472  *
473  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
474  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
475  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
476  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
477  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
478  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
479  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
480  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
481  * parts of the VM system.
482  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
483  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
484  * order is recorded in page_private(page) field.
485  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
486  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
487  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
488  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
489  * triggers coalescing into a block of larger size.            
490  *
491  * -- wli
492  */
493
494 static inline void __free_one_page(struct page *page,
495                 struct zone *zone, unsigned int order,
496                 int migratetype)
497 {
498         unsigned long page_idx;
499         unsigned long combined_idx;
500         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
501         struct page *buddy;
502
503         if (unlikely(PageCompound(page)))
504                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
505                         return;
506
507         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
508
509         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
510
511         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
512         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
513
514         while (order < MAX_ORDER-1) {
515                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
516                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
517                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
518                         break;
519
520                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
521                 list_del(&buddy->lru);
522                 zone->free_area[order].nr_free--;
523                 rmv_page_order(buddy);
524                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
525                 page = page + (combined_idx - page_idx);
526                 page_idx = combined_idx;
527                 order++;
528         }
529         set_page_order(page, order);
530
531         /*
532          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
533          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
534          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
535          * that is happening, add the free page to the tail of the list
536          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
537          * as a higher order page
538          */
539         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
540                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
541                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
542                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
543                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
544                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
545                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
546                         list_add_tail(&page->lru,
547                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
548                         goto out;
549                 }
550         }
551
552         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
553 out:
554         zone->free_area[order].nr_free++;
555 }
556
557 /*
558  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
559  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
560  * free_pages_check() will verify...
561  */
562 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
563 {
564         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
565         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
566 }
567
568 static inline int free_pages_check(struct page *page)
569 {
570         if (unlikely(page_mapcount(page) |
571                 (page->mapping != NULL)  |
572                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
573                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
574                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
575                 bad_page(page);
576                 return 1;
577         }
578         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
579                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Frees a number of pages from the PCP lists
585  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
586  * count is the number of pages to free.
587  *
588  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
589  * see if this freeing clears that state.
590  *
591  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
592  * pinned" detection logic.
593  */
594 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
595                                         struct per_cpu_pages *pcp)
596 {
597         int migratetype = 0;
598         int batch_free = 0;
599         int to_free = count;
600
601         spin_lock(&zone->lock);
602         zone->all_unreclaimable = 0;
603         zone->pages_scanned = 0;
604
605         while (to_free) {
606                 struct page *page;
607                 struct list_head *list;
608
609                 /*
610                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
611                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
612                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
613                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
614                  * lists
615                  */
616                 do {
617                         batch_free++;
618                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
619                                 migratetype = 0;
620                         list = &pcp->lists[migratetype];
621                 } while (list_empty(list));
622
623                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
624                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
625                         batch_free = to_free;
626
627                 do {
628                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
629                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
630                         list_del(&page->lru);
631                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
632                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
633                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
634                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
635         }
636         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
637         spin_unlock(&zone->lock);
638 }
639
640 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
641                                 int migratetype)
642 {
643         spin_lock(&zone->lock);
644         zone->all_unreclaimable = 0;
645         zone->pages_scanned = 0;
646
647         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
648         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
649         spin_unlock(&zone->lock);
650 }
651
652 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
653 {
654         int i;
655         int bad = 0;
656
657         trace_mm_page_free_direct(page, order);
658         kmemcheck_free_shadow(page, order);
659
660         if (PageAnon(page))
661                 page->mapping = NULL;
662         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
663                 bad += free_pages_check(page + i);
664         if (bad)
665                 return false;
666
667         if (!PageHighMem(page)) {
668                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
669                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
670                                            PAGE_SIZE << order);
671         }
672         arch_free_page(page, order);
673         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
674
675         return true;
676 }
677
678 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
679 {
680         unsigned long flags;
681         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
682
683         if (!free_pages_prepare(page, order))
684                 return;
685
686         local_irq_save(flags);
687         if (unlikely(wasMlocked))
688                 free_page_mlock(page);
689         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
690         free_one_page(page_zone(page), page, order,
691                                         get_pageblock_migratetype(page));
692         local_irq_restore(flags);
693 }
694
695 /*
696  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
697  */
698 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
699 {
700         if (order == 0) {
701                 __ClearPageReserved(page);
702                 set_page_count(page, 0);
703                 set_page_refcounted(page);
704                 __free_page(page);
705         } else {
706                 int loop;
707
708                 prefetchw(page);
709                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
710                         struct page *p = &page[loop];
711
712                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
713                                 prefetchw(p + 1);
714                         __ClearPageReserved(p);
715                         set_page_count(p, 0);
716                 }
717
718                 set_page_refcounted(page);
719                 __free_pages(page, order);
720         }
721 }
722
723
724 /*
725  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
726  * Please do not alter this order without good reasons and regression
727  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
728  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
729  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
730  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
731  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
732  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
733  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
734  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
735  *
736  * -- wli
737  */
738 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
739         int low, int high, struct free_area *area,
740         int migratetype)
741 {
742         unsigned long size = 1 << high;
743
744         while (high > low) {
745                 area--;
746                 high--;
747                 size >>= 1;
748                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
749                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
750                 area->nr_free++;
751                 set_page_order(&page[size], high);
752         }
753 }
754
755 /*
756  * This page is about to be returned from the page allocator
757  */
758 static inline int check_new_page(struct page *page)
759 {
760         if (unlikely(page_mapcount(page) |
761                 (page->mapping != NULL)  |
762                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
763                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
764                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
765                 bad_page(page);
766                 return 1;
767         }
768         return 0;
769 }
770
771 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
772 {
773         int i;
774
775         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
776                 struct page *p = page + i;
777                 if (unlikely(check_new_page(p)))
778                         return 1;
779         }
780
781         set_page_private(page, 0);
782         set_page_refcounted(page);
783
784         arch_alloc_page(page, order);
785         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
786
787         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
788                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
789
790         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
791                 prep_compound_page(page, order);
792
793         return 0;
794 }
795
796 /*
797  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
798  * the smallest available page from the freelists
799  */
800 static inline
801 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
802                                                 int migratetype)
803 {
804         unsigned int current_order;
805         struct free_area * area;
806         struct page *page;
807
808         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
809         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
810                 area = &(zone->free_area[current_order]);
811                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
812                         continue;
813
814                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
815                                                         struct page, lru);
816                 list_del(&page->lru);
817                 rmv_page_order(page);
818                 area->nr_free--;
819                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
820                 return page;
821         }
822
823         return NULL;
824 }
825
826
827 /*
828  * This array describes the order lists are fallen back to when
829  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
830  */
831 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
832         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
833         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
834         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
835         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
836 };
837
838 /*
839  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
840  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
841  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
842  */
843 static int move_freepages(struct zone *zone,
844                           struct page *start_page, struct page *end_page,
845                           int migratetype)
846 {
847         struct page *page;
848         unsigned long order;
849         int pages_moved = 0;
850
851 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
852         /*
853          * page_zone is not safe to call in this context when
854          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
855          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
856          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
857          * grouping pages by mobility
858          */
859         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
860 #endif
861
862         for (page = start_page; page <= end_page;) {
863                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
864                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
865
866                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
867                         page++;
868                         continue;
869                 }
870
871                 if (!PageBuddy(page)) {
872                         page++;
873                         continue;
874                 }
875
876                 order = page_order(page);
877                 list_move(&page->lru,
878                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
879                 page += 1 << order;
880                 pages_moved += 1 << order;
881         }
882
883         return pages_moved;
884 }
885
886 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
887                                 int migratetype)
888 {
889         unsigned long start_pfn, end_pfn;
890         struct page *start_page, *end_page;
891
892         start_pfn = page_to_pfn(page);
893         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
894         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
895         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
896         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
897
898         /* Do not cross zone boundaries */
899         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
900                 start_page = page;
901         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
902                 return 0;
903
904         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
905 }
906
907 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
908                                         int start_order, int migratetype)
909 {
910         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
911
912         while (nr_pageblocks--) {
913                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
914                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
915         }
916 }
917
918 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
919 static inline struct page *
920 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
921 {
922         struct free_area * area;
923         int current_order;
924         struct page *page;
925         int migratetype, i;
926
927         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
928         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
929                                                 --current_order) {
930                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
931                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
932
933                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
934                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
935                                 continue;
936
937                         area = &(zone->free_area[current_order]);
938                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
939                                 continue;
940
941                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
942                                         struct page, lru);
943                         area->nr_free--;
944
945                         /*
946                          * If breaking a large block of pages, move all free
947                          * pages to the preferred allocation list. If falling
948                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
949                          * aggressive about taking ownership of free pages
950                          */
951                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
952                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
953                                         page_group_by_mobility_disabled) {
954                                 unsigned long pages;
955                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
956                                                                 start_migratetype);
957
958                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
959                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
960                                                 page_group_by_mobility_disabled)
961                                         set_pageblock_migratetype(page,
962                                                                 start_migratetype);
963
964                                 migratetype = start_migratetype;
965                         }
966
967                         /* Remove the page from the freelists */
968                         list_del(&page->lru);
969                         rmv_page_order(page);
970
971                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
972                         if (current_order >= pageblock_order)
973                                 change_pageblock_range(page, current_order,
974                                                         start_migratetype);
975
976                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
977
978                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
979                                 start_migratetype, migratetype);
980
981                         return page;
982                 }
983         }
984
985         return NULL;
986 }
987
988 /*
989  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
990  * Call me with the zone->lock already held.
991  */
992 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
993                                                 int migratetype)
994 {
995         struct page *page;
996
997 retry_reserve:
998         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
999
1000         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1001                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1002
1003                 /*
1004                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1005                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1006                  * and we want just one call site
1007                  */
1008                 if (!page) {
1009                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1010                         goto retry_reserve;
1011                 }
1012         }
1013
1014         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1015         return page;
1016 }
1017
1018 /* 
1019  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1020  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1021  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1022  */
1023 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1024                         unsigned long count, struct list_head *list,
1025                         int migratetype, int cold)
1026 {
1027         int i;
1028         
1029         spin_lock(&zone->lock);
1030         for (i = 0; i < count; ++i) {
1031                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1032                 if (unlikely(page == NULL))
1033                         break;
1034
1035                 /*
1036                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1037                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1038                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1039                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1040                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1041                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1042                  * properly.
1043                  */
1044                 if (likely(cold == 0))
1045                         list_add(&page->lru, list);
1046                 else
1047                         list_add_tail(&page->lru, list);
1048                 set_page_private(page, migratetype);
1049                 list = &page->lru;
1050         }
1051         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1052         spin_unlock(&zone->lock);
1053         return i;
1054 }
1055
1056 #ifdef CONFIG_NUMA
1057 /*
1058  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1059  * currently executing processor on remote nodes after they have
1060  * expired.
1061  *
1062  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1063  * a single processor.
1064  */
1065 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1066 {
1067         unsigned long flags;
1068         int to_drain;
1069
1070         local_irq_save(flags);
1071         if (pcp->count >= pcp->batch)
1072                 to_drain = pcp->batch;
1073         else
1074                 to_drain = pcp->count;
1075         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1076         pcp->count -= to_drain;
1077         local_irq_restore(flags);
1078 }
1079 #endif
1080
1081 /*
1082  * Drain pages of the indicated processor.
1083  *
1084  * The processor must either be the current processor and the
1085  * thread pinned to the current processor or a processor that
1086  * is not online.
1087  */
1088 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1089 {
1090         unsigned long flags;
1091         struct zone *zone;
1092
1093         for_each_populated_zone(zone) {
1094                 struct per_cpu_pageset *pset;
1095                 struct per_cpu_pages *pcp;
1096
1097                 local_irq_save(flags);
1098                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1099
1100                 pcp = &pset->pcp;
1101                 if (pcp->count) {
1102                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1103                         pcp->count = 0;
1104                 }
1105                 local_irq_restore(flags);
1106         }
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1111  */
1112 void drain_local_pages(void *arg)
1113 {
1114         drain_pages(smp_processor_id());
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1119  */
1120 void drain_all_pages(void)
1121 {
1122         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1123 }
1124
1125 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1126
1127 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1128 {
1129         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1130         unsigned long flags;
1131         int order, t;
1132         struct list_head *curr;
1133
1134         if (!zone->spanned_pages)
1135                 return;
1136
1137         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1138
1139         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1140         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1141                 if (pfn_valid(pfn)) {
1142                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1143
1144                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1145                                 swsusp_unset_page_free(page);
1146                 }
1147
1148         for_each_migratetype_order(order, t) {
1149                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1150                         unsigned long i;
1151
1152                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1153                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1154                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1155                 }
1156         }
1157         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1158 }
1159 #endif /* CONFIG_PM */
1160
1161 /*
1162  * Free a 0-order page
1163  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1164  */
1165 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1166 {
1167         struct zone *zone = page_zone(page);
1168         struct per_cpu_pages *pcp;
1169         unsigned long flags;
1170         int migratetype;
1171         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1172
1173         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1174                 return;
1175
1176         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1177         set_page_private(page, migratetype);
1178         local_irq_save(flags);
1179         if (unlikely(wasMlocked))
1180                 free_page_mlock(page);
1181         __count_vm_event(PGFREE);
1182
1183         /*
1184          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1185          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1186          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1187          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1188          * excessively into the page allocator
1189          */
1190         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1191                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1192                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1193                         goto out;
1194                 }
1195                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1196         }
1197
1198         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1199         if (cold)
1200                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1201         else
1202                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1203         pcp->count++;
1204         if (pcp->count >= pcp->high) {
1205                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1206                 pcp->count -= pcp->batch;
1207         }
1208
1209 out:
1210         local_irq_restore(flags);
1211 }
1212
1213 /*
1214  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1215  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1216  * Each sub-page must be freed individually.
1217  *
1218  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1219  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1220  */
1221 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1222 {
1223         int i;
1224
1225         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1226         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1227
1228 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1229         /*
1230          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1231          * otherwise free the whole shadow.
1232          */
1233         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1234                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1235 #endif
1236
1237         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1238                 set_page_refcounted(page + i);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1243  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1244  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1245  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1246  * are enabled.
1247  *
1248  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1249  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1250  */
1251 int split_free_page(struct page *page)
1252 {
1253         unsigned int order;
1254         unsigned long watermark;
1255         struct zone *zone;
1256
1257         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1258
1259         zone = page_zone(page);
1260         order = page_order(page);
1261
1262         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1263         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1264         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1265                 return 0;
1266
1267         /* Remove page from free list */
1268         list_del(&page->lru);
1269         zone->free_area[order].nr_free--;
1270         rmv_page_order(page);
1271         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1272
1273         /* Split into individual pages */
1274         set_page_refcounted(page);
1275         split_page(page, order);
1276
1277         if (order >= pageblock_order - 1) {
1278                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1279                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1280                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1281         }
1282
1283         return 1 << order;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1288  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1289  * or two.
1290  */
1291 static inline
1292 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1293                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1294                         int migratetype)
1295 {
1296         unsigned long flags;
1297         struct page *page;
1298         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1299
1300 again:
1301         if (likely(order == 0)) {
1302                 struct per_cpu_pages *pcp;
1303                 struct list_head *list;
1304
1305                 local_irq_save(flags);
1306                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1307                 list = &pcp->lists[migratetype];
1308                 if (list_empty(list)) {
1309                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1310                                         pcp->batch, list,
1311                                         migratetype, cold);
1312                         if (unlikely(list_empty(list)))
1313                                 goto failed;
1314                 }
1315
1316                 if (cold)
1317                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1318                 else
1319                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1320
1321                 list_del(&page->lru);
1322                 pcp->count--;
1323         } else {
1324                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1325                         /*
1326                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1327                          *
1328                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1329                          * properly detect and handle allocation failures.
1330                          *
1331                          * We most definitely don't want callers attempting to
1332                          * allocate greater than order-1 page units with
1333                          * __GFP_NOFAIL.
1334                          */
1335                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1336                 }
1337                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1338                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1339                 spin_unlock(&zone->lock);
1340                 if (!page)
1341                         goto failed;
1342                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1343         }
1344
1345         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1346         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1347         local_irq_restore(flags);
1348
1349         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1350         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1351                 goto again;
1352         return page;
1353
1354 failed:
1355         local_irq_restore(flags);
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1360 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1361 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1362 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1363 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1364
1365 /* Mask to get the watermark bits */
1366 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1367
1368 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1369 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1370 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1371
1372 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1373
1374 static struct {
1375         struct fault_attr attr;
1376
1377         u32 ignore_gfp_highmem;
1378         u32 ignore_gfp_wait;
1379         u32 min_order;
1380 } fail_page_alloc = {
1381         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1382         .ignore_gfp_wait = 1,
1383         .ignore_gfp_highmem = 1,
1384         .min_order = 1,
1385 };
1386
1387 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1388 {
1389         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1390 }
1391 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1392
1393 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1394 {
1395         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1396                 return 0;
1397         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1398                 return 0;
1399         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1400                 return 0;
1401         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1402                 return 0;
1403
1404         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1405 }
1406
1407 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1408
1409 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1410 {
1411         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1412         struct dentry *dir;
1413
1414         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1415                                         &fail_page_alloc.attr);
1416         if (IS_ERR(dir))
1417                 return PTR_ERR(dir);
1418
1419         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1420                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1421                 goto fail;
1422         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1423                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1424                 goto fail;
1425         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1426                                 &fail_page_alloc.min_order))
1427                 goto fail;
1428
1429         return 0;
1430 fail:
1431         debugfs_remove_recursive(dir);
1432
1433         return -ENOMEM;
1434 }
1435
1436 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1437
1438 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1439
1440 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1441
1442 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1443 {
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1448
1449 /*
1450  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1451  * of the allocation.
1452  */
1453 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1454                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1455 {
1456         /* free_pages my go negative - that's OK */
1457         long min = mark;
1458         int o;
1459
1460         free_pages -= (1 << order) + 1;
1461         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1462                 min -= min / 2;
1463         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1464                 min -= min / 4;
1465
1466         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1467                 return false;
1468         for (o = 0; o < order; o++) {
1469                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1470                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1471
1472                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1473                 min >>= 1;
1474
1475                 if (free_pages <= min)
1476                         return false;
1477         }
1478         return true;
1479 }
1480
1481 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1482                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1483 {
1484         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1485                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1486 }
1487
1488 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1489                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1490 {
1491         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1492
1493         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1494                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1495
1496         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1497                                                                 free_pages);
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_NUMA
1501 /*
1502  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1503  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1504  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1505  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1506  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1507  *
1508  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1509  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1510  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1511  *
1512  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1513  * nothing and returns NULL.
1514  *
1515  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1516  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1517  *
1518  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1519  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1520  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1521  * quickly as we can.
1522  */
1523 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1524 {
1525         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1526         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1527
1528         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1529         if (!zlc)
1530                 return NULL;
1531
1532         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1533                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1534                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1535         }
1536
1537         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1538                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1539                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1540         return allowednodes;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1545  * if it is worth looking at further for free memory:
1546  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1547  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1548  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1549  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1550  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1551  * else return false (zero) if it is not.
1552  *
1553  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1554  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1555  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1556  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1557  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1558  * into the second scan of the zonelist.
1559  *
1560  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1561  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1562  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1563  * unturned looking for a free page.
1564  */
1565 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1566                                                 nodemask_t *allowednodes)
1567 {
1568         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1569         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1570         int n;                          /* node that zone *z is on */
1571
1572         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1573         if (!zlc)
1574                 return 1;
1575
1576         i = z - zonelist->_zonerefs;
1577         n = zlc->z_to_n[i];
1578
1579         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1580         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1585  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1586  * from that zone don't waste time re-examining it.
1587  */
1588 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1589 {
1590         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1591         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1592
1593         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1594         if (!zlc)
1595                 return;
1596
1597         i = z - zonelist->_zonerefs;
1598
1599         set_bit(i, zlc->fullzones);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1604  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1605  */
1606 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1607 {
1608         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1609
1610         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1611         if (!zlc)
1612                 return;
1613
1614         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1615 }
1616
1617 #else   /* CONFIG_NUMA */
1618
1619 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1620 {
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1625                                 nodemask_t *allowednodes)
1626 {
1627         return 1;
1628 }
1629
1630 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1631 {
1632 }
1633
1634 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1635 {
1636 }
1637 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1638
1639 /*
1640  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1641  * a page.
1642  */
1643 static struct page *
1644 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1645                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1646                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1647 {
1648         struct zoneref *z;
1649         struct page *page = NULL;
1650         int classzone_idx;
1651         struct zone *zone;
1652         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1653         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1654         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1655
1656         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1657 zonelist_scan:
1658         /*
1659          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1660          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1661          */
1662         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1663                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1664                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1665                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1666                                 continue;
1667                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1668                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1669                                 continue;
1670
1671                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1672                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1673                         unsigned long mark;
1674                         int ret;
1675
1676                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1677                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1678                                     classzone_idx, alloc_flags))
1679                                 goto try_this_zone;
1680
1681                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1682                                 /*
1683                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1684                                  * and before considering the first zone allowed
1685                                  * by the cpuset.
1686                                  */
1687                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1688                                 zlc_active = 1;
1689                                 did_zlc_setup = 1;
1690                         }
1691
1692                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1693                                 goto this_zone_full;
1694
1695                         /*
1696                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1697                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1698                          */
1699                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1700                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1701                                 continue;
1702
1703                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1704                         switch (ret) {
1705                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1706                                 /* did not scan */
1707                                 continue;
1708                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1709                                 /* scanned but unreclaimable */
1710                                 continue;
1711                         default:
1712                                 /* did we reclaim enough */
1713                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1714                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1715                                         goto this_zone_full;
1716                         }
1717                 }
1718
1719 try_this_zone:
1720                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1721                                                 gfp_mask, migratetype);
1722                 if (page)
1723                         break;
1724 this_zone_full:
1725                 if (NUMA_BUILD)
1726                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1727         }
1728
1729         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1730                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1731                 zlc_active = 0;
1732                 goto zonelist_scan;
1733         }
1734         return page;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1739  * meminfo in irq context.
1740  */
1741 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1742 {
1743         bool ret = false;
1744
1745 #if NODES_SHIFT > 8
1746         ret = in_interrupt();
1747 #endif
1748         return ret;
1749 }
1750
1751 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1752                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1753                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1754
1755 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1756 {
1757         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1758
1759         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1760                 return;
1761
1762         /*
1763          * Walking all memory to count page types is very expensive and should
1764          * be inhibited in non-blockable contexts.
1765          */
1766         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1767                 filter |= SHOW_MEM_FILTER_PAGE_COUNT;
1768
1769         /*
1770          * This documents exceptions given to allocations in certain
1771          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1772          * of allowed nodes.
1773          */
1774         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1775                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1776                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1777                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1778         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1779                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1780
1781         if (fmt) {
1782                 struct va_format vaf;
1783                 va_list args;
1784
1785                 va_start(args, fmt);
1786
1787                 vaf.fmt = fmt;
1788                 vaf.va = &args;
1789
1790                 pr_warn("%pV", &vaf);
1791
1792                 va_end(args);
1793         }
1794
1795         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1796                 current->comm, order, gfp_mask);
1797
1798         dump_stack();
1799         if (!should_suppress_show_mem())
1800                 show_mem(filter);
1801 }
1802
1803 static inline int
1804 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1805                                 unsigned long pages_reclaimed)
1806 {
1807         /* Do not loop if specifically requested */
1808         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1809                 return 0;
1810
1811         /*
1812          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1813          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1814          * implementations.
1815          */
1816         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1817                 return 1;
1818
1819         /*
1820          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1821          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1822          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1823          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1824          * allocation still fails, we stop retrying.
1825          */
1826         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1827                 return 1;
1828
1829         /*
1830          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1831          * explicitly requests that.
1832          */
1833         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1834                 return 1;
1835
1836         return 0;
1837 }
1838
1839 static inline struct page *
1840 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1841         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1842         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1843         int migratetype)
1844 {
1845         struct page *page;
1846
1847         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1848         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1849                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1850                 return NULL;
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1855          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1856          * we're still under heavy pressure.
1857          */
1858         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1859                 order, zonelist, high_zoneidx,
1860                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1861                 preferred_zone, migratetype);
1862         if (page)
1863                 goto out;
1864
1865         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1866                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1867                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1868                         goto out;
1869                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1870                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1871                         goto out;
1872                 /*
1873                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1874                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1875                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1876                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1877                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1878                  */
1879                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1880                         goto out;
1881         }
1882         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1883         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1884
1885 out:
1886         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1887         return page;
1888 }
1889
1890 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1891 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1892 static struct page *
1893 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1894         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1895         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1896         int migratetype, bool sync_migration,
1897         bool *deferred_compaction,
1898         unsigned long *did_some_progress)
1899 {
1900         struct page *page;
1901
1902         if (!order)
1903                 return NULL;
1904
1905         if (compaction_deferred(preferred_zone)) {
1906                 *deferred_compaction = true;
1907                 return NULL;
1908         }
1909
1910         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1911         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1912                                                 nodemask, sync_migration);
1913         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1914         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1915
1916                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1917                 drain_pages(get_cpu());
1918                 put_cpu();
1919
1920                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1921                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1922                                 alloc_flags, preferred_zone,
1923                                 migratetype);
1924                 if (page) {
1925                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1926                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1927                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1928                         return page;
1929                 }
1930
1931                 /*
1932                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1933                  * The most likely reason is that pages exist,
1934                  * but not enough to satisfy watermarks.
1935                  */
1936                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1937
1938                 /*
1939                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
1940                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
1941                  */
1942                 if (sync_migration)
1943                         defer_compaction(preferred_zone);
1944
1945                 cond_resched();
1946         }
1947
1948         return NULL;
1949 }
1950 #else
1951 static inline struct page *
1952 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1953         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1954         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1955         int migratetype, bool sync_migration,
1956         bool *deferred_compaction,
1957         unsigned long *did_some_progress)
1958 {
1959         return NULL;
1960 }
1961 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1962
1963 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1964 static inline struct page *
1965 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1966         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1967         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1968         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1969 {
1970         struct page *page = NULL;
1971         struct reclaim_state reclaim_state;
1972         bool drained = false;
1973
1974         cond_resched();
1975
1976         /* We now go into synchronous reclaim */
1977         cpuset_memory_pressure_bump();
1978         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1979         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1980         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1981         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1982
1983         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1984
1985         current->reclaim_state = NULL;
1986         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1987         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1988
1989         cond_resched();
1990
1991         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1992                 return NULL;
1993
1994         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1995         if (NUMA_BUILD)
1996                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1997
1998 retry:
1999         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2000                                         zonelist, high_zoneidx,
2001                                         alloc_flags, preferred_zone,
2002                                         migratetype);
2003
2004         /*
2005          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2006          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2007          */
2008         if (!page && !drained) {
2009                 drain_all_pages();
2010                 drained = true;
2011                 goto retry;
2012         }
2013
2014         return page;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2019  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2020  */
2021 static inline struct page *
2022 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2023         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2024         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2025         int migratetype)
2026 {
2027         struct page *page;
2028
2029         do {
2030                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2031                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2032                         preferred_zone, migratetype);
2033
2034                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2035                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2036         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2037
2038         return page;
2039 }
2040
2041 static inline
2042 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2043                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2044                                                 enum zone_type classzone_idx)
2045 {
2046         struct zoneref *z;
2047         struct zone *zone;
2048
2049         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2050                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2051 }
2052
2053 static inline int
2054 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2055 {
2056         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2057         const bool atomic = !(gfp_mask & (__GFP_WAIT | __GFP_NO_KSWAPD));
2058
2059         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2060         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2061
2062         /*
2063          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2064          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2065          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2066          * set both ALLOC_HARDER (atomic == true) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2067          */
2068         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2069
2070         if (atomic) {
2071                 /*
2072                  * Not worth trying to allocate harder for __GFP_NOMEMALLOC even
2073                  * if it can't schedule.
2074                  */
2075                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2076                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2077                 /*
2078                  * Ignore cpuset mems for GFP_ATOMIC rather than fail, see the
2079                  * comment for __cpuset_node_allowed_softwall().
2080                  */
2081                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2082         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2083                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2084
2085         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2086                 if (!in_interrupt() &&
2087                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2088                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2089                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2090         }
2091
2092         return alloc_flags;
2093 }
2094
2095 static inline struct page *
2096 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2097         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2098         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2099         int migratetype)
2100 {
2101         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2102         struct page *page = NULL;
2103         int alloc_flags;
2104         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2105         unsigned long did_some_progress;
2106         bool sync_migration = false;
2107         bool deferred_compaction = false;
2108
2109         /*
2110          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2111          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2112          * be using allocators in order of preference for an area that is
2113          * too large.
2114          */
2115         if (order >= MAX_ORDER) {
2116                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2117                 return NULL;
2118         }
2119
2120         /*
2121          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2122          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2123          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2124          * using a larger set of nodes after it has established that the
2125          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2126          * over allocated.
2127          */
2128         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2129                 goto nopage;
2130
2131 restart:
2132         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2133                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2134                                                 zone_idx(preferred_zone));
2135
2136         /*
2137          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2138          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2139          * to how we want to proceed.
2140          */
2141         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2142
2143         /*
2144          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2145          * cpusets.
2146          */
2147         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2148                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2149                                         &preferred_zone);
2150
2151 rebalance:
2152         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2153         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2154                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2155                         preferred_zone, migratetype);
2156         if (page)
2157                 goto got_pg;
2158
2159         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2160         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2161                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2162                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2163                                 preferred_zone, migratetype);
2164                 if (page)
2165                         goto got_pg;
2166         }
2167
2168         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2169         if (!wait)
2170                 goto nopage;
2171
2172         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2173         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2174                 goto nopage;
2175
2176         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2177         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2178                 goto nopage;
2179
2180         /*
2181          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2182          * attempts after direct reclaim are synchronous
2183          */
2184         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2185                                         zonelist, high_zoneidx,
2186                                         nodemask,
2187                                         alloc_flags, preferred_zone,
2188                                         migratetype, sync_migration,
2189                                         &deferred_compaction,
2190                                         &did_some_progress);
2191         if (page)
2192                 goto got_pg;
2193         sync_migration = true;
2194
2195         /*
2196          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2197          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2198          * has requested the system not be heavily disrupted, fail the
2199          * allocation now instead of entering direct reclaim
2200          */
2201         if (deferred_compaction && (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2202                 goto nopage;
2203
2204         /* Try direct reclaim and then allocating */
2205         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2206                                         zonelist, high_zoneidx,
2207                                         nodemask,
2208                                         alloc_flags, preferred_zone,
2209                                         migratetype, &did_some_progress);
2210         if (page)
2211                 goto got_pg;
2212
2213         /*
2214          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2215          * running out of options and have to consider going OOM
2216          */
2217         if (!did_some_progress) {
2218                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2219                         if (oom_killer_disabled)
2220                                 goto nopage;
2221                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2222                                         zonelist, high_zoneidx,
2223                                         nodemask, preferred_zone,
2224                                         migratetype);
2225                         if (page)
2226                                 goto got_pg;
2227
2228                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2229                                 /*
2230                                  * The oom killer is not called for high-order
2231                                  * allocations that may fail, so if no progress
2232                                  * is being made, there are no other options and
2233                                  * retrying is unlikely to help.
2234                                  */
2235                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2236                                         goto nopage;
2237                                 /*
2238                                  * The oom killer is not called for lowmem
2239                                  * allocations to prevent needlessly killing
2240                                  * innocent tasks.
2241                                  */
2242                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2243                                         goto nopage;
2244                         }
2245
2246                         goto restart;
2247                 }
2248         }
2249
2250         /* Check if we should retry the allocation */
2251         pages_reclaimed += did_some_progress;
2252         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2253                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2254                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2255                 goto rebalance;
2256         } else {
2257                 /*
2258                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2259                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2260                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2261                  */
2262                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2263                                         zonelist, high_zoneidx,
2264                                         nodemask,
2265                                         alloc_flags, preferred_zone,
2266                                         migratetype, sync_migration,
2267                                         &deferred_compaction,
2268                                         &did_some_progress);
2269                 if (page)
2270                         goto got_pg;
2271         }
2272
2273 nopage:
2274         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2275         return page;
2276 got_pg:
2277         if (kmemcheck_enabled)
2278                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2279         return page;
2280
2281 }
2282
2283 /*
2284  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2285  */
2286 struct page *
2287 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2288                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2289 {
2290         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2291         struct zone *preferred_zone;
2292         struct page *page = NULL;
2293         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2294         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2295
2296         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2297
2298         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2299
2300         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2301
2302         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2303                 return NULL;
2304
2305         /*
2306          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2307          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2308          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2309          */
2310         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2311                 return NULL;
2312
2313 retry_cpuset:
2314         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2315
2316         /* The preferred zone is used for statistics later */
2317         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2318                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2319                                 &preferred_zone);
2320         if (!preferred_zone)
2321                 goto out;
2322
2323         /* First allocation attempt */
2324         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2325                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2326                         preferred_zone, migratetype);
2327         if (unlikely(!page))
2328                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2329                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2330                                 preferred_zone, migratetype);
2331
2332         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2333
2334 out:
2335         /*
2336          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2337          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2338          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2339          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2340          */
2341         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2342                 goto retry_cpuset;
2343
2344         return page;
2345 }
2346 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2347
2348 /*
2349  * Common helper functions.
2350  */
2351 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2352 {
2353         struct page *page;
2354
2355         /*
2356          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2357          * a highmem page
2358          */
2359         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2360
2361         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2362         if (!page)
2363                 return 0;
2364         return (unsigned long) page_address(page);
2365 }
2366 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2367
2368 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2369 {
2370         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2371 }
2372 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2373
2374 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2375 {
2376         int i = pagevec_count(pvec);
2377
2378         while (--i >= 0) {
2379                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2380                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2381         }
2382 }
2383
2384 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2385 {
2386         if (put_page_testzero(page)) {
2387                 if (order == 0)
2388                         free_hot_cold_page(page, 0);
2389                 else
2390                         __free_pages_ok(page, order);
2391         }
2392 }
2393
2394 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2395
2396 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2397 {
2398         if (addr != 0) {
2399                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2400                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2401         }
2402 }
2403
2404 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2405
2406 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2407 {
2408         if (addr) {
2409                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2410                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2411
2412                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2413                 while (used < alloc_end) {
2414                         free_page(used);
2415                         used += PAGE_SIZE;
2416                 }
2417         }
2418         return (void *)addr;
2419 }
2420
2421 /**
2422  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2423  * @size: the number of bytes to allocate
2424  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2425  *
2426  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2427  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2428  * allocate memory in power-of-two pages.
2429  *
2430  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2431  *
2432  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2433  */
2434 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2435 {
2436         unsigned int order = get_order(size);
2437         unsigned long addr;
2438
2439         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2440         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2441 }
2442 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2443
2444 /**
2445  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2446  *                         pages on a node.
2447  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2448  * @size: the number of bytes to allocate
2449  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2450  *
2451  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2452  * back.
2453  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2454  * but is not exact.
2455  */
2456 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2457 {
2458         unsigned order = get_order(size);
2459         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2460         if (!p)
2461                 return NULL;
2462         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2463 }
2464 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2465
2466 /**
2467  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2468  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2469  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2470  *
2471  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2472  */
2473 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2474 {
2475         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2476         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2477
2478         while (addr < end) {
2479                 free_page(addr);
2480                 addr += PAGE_SIZE;
2481         }
2482 }
2483 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2484
2485 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2486 {
2487         struct zoneref *z;
2488         struct zone *zone;
2489
2490         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2491         unsigned int sum = 0;
2492
2493         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2494
2495         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2496                 unsigned long size = zone->present_pages;
2497                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2498                 if (size > high)
2499                         sum += size - high;
2500         }
2501
2502         return sum;
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2507  */
2508 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2509 {
2510         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2511 }
2512 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2513
2514 /*
2515  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2516  */
2517 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2518 {
2519         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2520 }
2521
2522 static inline void show_node(struct zone *zone)
2523 {
2524         if (NUMA_BUILD)
2525                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2526 }
2527
2528 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2529 {
2530         val->totalram = totalram_pages;
2531         val->sharedram = 0;
2532         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2533         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2534         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2535         val->freehigh = nr_free_highpages();
2536         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2537 }
2538
2539 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2540
2541 #ifdef CONFIG_NUMA
2542 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2543 {
2544         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2545
2546         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2547         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2548 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2549         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2550         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2551                         NR_FREE_PAGES);
2552 #else
2553         val->totalhigh = 0;
2554         val->freehigh = 0;
2555 #endif
2556         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2557 }
2558 #endif
2559
2560 /*
2561  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2562  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2563  */
2564 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2565 {
2566         bool ret = false;
2567         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2568
2569         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2570                 goto out;
2571
2572         do {
2573                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2574                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2575         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2576 out:
2577         return ret;
2578 }
2579
2580 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2581
2582 /*
2583  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2584  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2585  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2586  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2587  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2588  */
2589 void show_free_areas(unsigned int filter)
2590 {
2591         int cpu;
2592         struct zone *zone;
2593
2594         for_each_populated_zone(zone) {
2595                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2596                         continue;
2597                 show_node(zone);
2598                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2599
2600                 for_each_online_cpu(cpu) {
2601                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2602
2603                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2604
2605                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2606                                cpu, pageset->pcp.high,
2607                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2608                 }
2609         }
2610
2611         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2612                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2613                 " unevictable:%lu"
2614                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2615                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2616                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2617                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2618                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2619                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2620                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2621                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2622                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2623                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2624                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2625                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2626                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2627                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2628                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2629                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2630                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2631                 global_page_state(NR_SHMEM),
2632                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2633                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2634
2635         for_each_populated_zone(zone) {
2636                 int i;
2637
2638                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2639                         continue;
2640                 show_node(zone);
2641                 printk("%s"
2642                         " free:%lukB"
2643                         " min:%lukB"
2644                         " low:%lukB"
2645                         " high:%lukB"
2646                         " active_anon:%lukB"
2647                         " inactive_anon:%lukB"
2648                         " active_file:%lukB"
2649                         " inactive_file:%lukB"
2650                         " unevictable:%lukB"
2651                         " isolated(anon):%lukB"
2652                         " isolated(file):%lukB"
2653                         " present:%lukB"
2654                         " mlocked:%lukB"
2655                         " dirty:%lukB"
2656                         " writeback:%lukB"
2657                         " mapped:%lukB"
2658                         " shmem:%lukB"
2659                         " slab_reclaimable:%lukB"
2660                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2661                         " kernel_stack:%lukB"
2662                         " pagetables:%lukB"
2663                         " unstable:%lukB"
2664                         " bounce:%lukB"
2665                         " writeback_tmp:%lukB"
2666                         " pages_scanned:%lu"
2667                         " all_unreclaimable? %s"
2668                         "\n",
2669                         zone->name,
2670                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2671                         K(min_wmark_pages(zone)),
2672                         K(low_wmark_pages(zone)),
2673                         K(high_wmark_pages(zone)),
2674                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2675                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2676                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2677                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2678                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2679                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2680                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2681                         K(zone->present_pages),
2682                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2683                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2684                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2685                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2686                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2687                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2688                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2689                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2690                                 THREAD_SIZE / 1024,
2691                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2692                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2693                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2694                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2695                         zone->pages_scanned,
2696                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2697                         );
2698                 printk("lowmem_reserve[]:");
2699                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2700                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2701                 printk("\n");
2702         }
2703
2704         for_each_populated_zone(zone) {
2705                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2706
2707                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2708                         continue;
2709                 show_node(zone);
2710                 printk("%s: ", zone->name);
2711
2712                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2713                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2714                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2715                         total += nr[order] << order;
2716                 }
2717                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2718                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2719                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2720                 printk("= %lukB\n", K(total));
2721         }
2722
2723         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2724
2725         show_swap_cache_info();
2726 }
2727
2728 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2729 {
2730         zoneref->zone = zone;
2731         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2732 }
2733
2734 /*
2735  * Builds allocation fallback zone lists.
2736  *
2737  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2738  */
2739 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2740                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2741 {
2742         struct zone *zone;
2743
2744         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2745         zone_type++;
2746
2747         do {
2748                 zone_type--;
2749                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2750                 if (populated_zone(zone)) {
2751                         zoneref_set_zone(zone,
2752                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2753                         check_highest_zone(zone_type);
2754                 }
2755
2756         } while (zone_type);
2757         return nr_zones;
2758 }
2759
2760
2761 /*
2762  *  zonelist_order:
2763  *  0 = automatic detection of better ordering.
2764  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2765  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2766  *
2767  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2768  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2769  */
2770 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2771 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2772 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2773
2774 /* zonelist order in the kernel.
2775  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2776  */
2777 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2778 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2779
2780
2781 #ifdef CONFIG_NUMA
2782 /* The value user specified ....changed by config */
2783 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2784 /* string for sysctl */
2785 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2786 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2787
2788 /*
2789  * interface for configure zonelist ordering.
2790  * command line option "numa_zonelist_order"
2791  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2792  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2793  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2794  */
2795
2796 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2797 {
2798         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2799                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2800         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2801                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2802         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2803                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2804         } else {
2805                 printk(KERN_WARNING
2806                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2807                         "%s\n", s);
2808                 return -EINVAL;
2809         }
2810         return 0;
2811 }
2812
2813 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2814 {
2815         int ret;
2816
2817         if (!s)
2818                 return 0;
2819
2820         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2821         if (ret == 0)
2822                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2823
2824         return ret;
2825 }
2826 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2827
2828 /*
2829  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2830  */
2831 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2832                 void __user *buffer, size_t *length,
2833                 loff_t *ppos)
2834 {
2835         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2836         int ret;
2837         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2838
2839         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2840         if (write)
2841                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2842         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2843         if (ret)
2844                 goto out;
2845         if (write) {
2846                 int oldval = user_zonelist_order;
2847                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2848                         /*
2849                          * bogus value.  restore saved string
2850                          */
2851                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2852                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2853                         user_zonelist_order = oldval;
2854                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2855                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2856                         build_all_zonelists(NULL);
2857                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2858                 }
2859         }
2860 out:
2861         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2862         return ret;
2863 }
2864
2865
2866 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2867 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2868
2869 /**
2870  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2871  * @node: node whose fallback list we're appending
2872  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2873  *
2874  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2875  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2876  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2877  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2878  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2879  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2880  * on them otherwise.
2881  * It returns -1 if no node is found.
2882  */
2883 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2884 {
2885         int n, val;
2886         int min_val = INT_MAX;
2887         int best_node = -1;
2888         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2889
2890         /* Use the local node if we haven't already */
2891         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2892                 node_set(node, *used_node_mask);
2893                 return node;
2894         }
2895
2896         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2897
2898                 /* Don't want a node to appear more than once */
2899                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2900                         continue;
2901
2902                 /* Use the distance array to find the distance */
2903                 val = node_distance(node, n);
2904
2905                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2906                 val += (n < node);
2907
2908                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2909                 tmp = cpumask_of_node(n);
2910                 if (!cpumask_empty(tmp))
2911                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2912
2913                 /* Slight preference for less loaded node */
2914                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2915                 val += node_load[n];
2916
2917                 if (val < min_val) {
2918                         min_val = val;
2919                         best_node = n;
2920                 }
2921         }
2922
2923         if (best_node >= 0)
2924                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2925
2926         return best_node;
2927 }
2928
2929
2930 /*
2931  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2932  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2933  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2934  */
2935 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2936 {
2937         int j;
2938         struct zonelist *zonelist;
2939
2940         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2941         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2942                 ;
2943         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2944                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2945         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2946         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Build gfp_thisnode zonelists
2951  */
2952 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2953 {
2954         int j;
2955         struct zonelist *zonelist;
2956
2957         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2958         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2959         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2960         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2961 }
2962
2963 /*
2964  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2965  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2966  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2967  * may still exist in local DMA zone.
2968  */
2969 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2970
2971 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2972 {
2973         int pos, j, node;
2974         int zone_type;          /* needs to be signed */
2975         struct zone *z;
2976         struct zonelist *zonelist;
2977
2978         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2979         pos = 0;
2980         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2981                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2982                         node = node_order[j];
2983                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2984                         if (populated_zone(z)) {
2985                                 zoneref_set_zone(z,
2986                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2987                                 check_highest_zone(zone_type);
2988                         }
2989                 }
2990         }
2991         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2992         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2993 }
2994
2995 static int default_zonelist_order(void)
2996 {
2997         int nid, zone_type;
2998         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2999         struct zone *z;
3000         int average_size;
3001         /*
3002          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3003          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3004          * into OOM very easily.
3005          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3006          */
3007         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3008         low_kmem_size = 0;
3009         total_size = 0;
3010         for_each_online_node(nid) {
3011                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3012                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3013                         if (populated_zone(z)) {
3014                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3015                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3016                                 total_size += z->present_pages;
3017                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3018                                 /*
3019                                  * If any node has only lowmem, then node order
3020                                  * is preferred to allow kernel allocations
3021                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3022                                  * on other nodes when there is an abundance of
3023                                  * lowmem available to allocate from.
3024                                  */
3025                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3026                         }
3027                 }
3028         }
3029         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3030             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3031                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3032         /*
3033          * look into each node's config.
3034          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3035          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3036          */
3037         average_size = total_size /
3038                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3039         for_each_online_node(nid) {
3040                 low_kmem_size = 0;
3041                 total_size = 0;
3042                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3043                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3044                         if (populated_zone(z)) {
3045                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3046                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3047                                 total_size += z->present_pages;
3048                         }
3049                 }
3050                 if (low_kmem_size &&
3051                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3052                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3053                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3054         }
3055         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3056 }
3057
3058 static void set_zonelist_order(void)
3059 {
3060         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3061                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3062         else
3063                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3064 }
3065
3066 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3067 {
3068         int j, node, load;
3069         enum zone_type i;
3070         nodemask_t used_mask;
3071         int local_node, prev_node;
3072         struct zonelist *zonelist;
3073         int order = current_zonelist_order;
3074
3075         /* initialize zonelists */
3076         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3077                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3078                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3079                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3080         }
3081
3082         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3083         local_node = pgdat->node_id;
3084         load = nr_online_nodes;
3085         prev_node = local_node;
3086         nodes_clear(used_mask);
3087
3088         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3089         j = 0;
3090
3091         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3092                 int distance = node_distance(local_node, node);
3093
3094                 /*
3095                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3096                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3097                  */
3098                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3099                         zone_reclaim_mode = 1;
3100
3101                 /*
3102                  * We don't want to pressure a particular node.
3103                  * So adding penalty to the first node in same
3104                  * distance group to make it round-robin.
3105                  */
3106                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3107                         node_load[node] = load;
3108
3109                 prev_node = node;
3110                 load--;
3111                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3112                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3113                 else
3114                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3115         }
3116
3117         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3118                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3119                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3120         }
3121
3122         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3123 }
3124
3125 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3126 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3127 {
3128         struct zonelist *zonelist;
3129         struct zonelist_cache *zlc;
3130         struct zoneref *z;
3131
3132         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3133         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3134         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3135         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3136                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3137 }
3138
3139 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3140 /*
3141  * Return node id of node used for "local" allocations.
3142  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3143  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3144  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3145  */
3146 int local_memory_node(int node)
3147 {
3148         struct zone *zone;
3149
3150         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3151                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3152                                    NULL,
3153                                    &zone);
3154         return zone->node;
3155 }
3156 #endif
3157
3158 #else   /* CONFIG_NUMA */
3159
3160 static void set_zonelist_order(void)
3161 {
3162         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3163 }
3164
3165 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3166 {
3167         int node, local_node;
3168         enum zone_type j;
3169         struct zonelist *zonelist;
3170
3171         local_node = pgdat->node_id;
3172
3173         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3174         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3175
3176         /*
3177          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3178          * of all the other nodes.
3179          * We don't want to pressure a particular node, so when
3180          * building the zones for node N, we make sure that the
3181          * zones coming right after the local ones are those from
3182          * node N+1 (modulo N)
3183          */
3184         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3185                 if (!node_online(node))
3186                         continue;
3187                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3188                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3189         }
3190         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3191                 if (!node_online(node))
3192                         continue;
3193                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3194                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3195         }
3196
3197         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3198         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3199 }
3200
3201 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3202 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3203 {
3204         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3205 }
3206
3207 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3208
3209 /*
3210  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3211  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3212  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3213  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3214  * with interrupts disabled.
3215  *
3216  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3217  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3218  * hotplugged processors.
3219  *
3220  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3221  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3222  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3223  */
3224 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3225 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3226 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3227
3228 /*
3229  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3230  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3231  */
3232 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3233
3234 /* return values int ....just for stop_machine() */
3235 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3236 {
3237         int nid;
3238         int cpu;
3239
3240 #ifdef CONFIG_NUMA
3241         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3242 #endif
3243         for_each_online_node(nid) {
3244                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3245
3246                 build_zonelists(pgdat);
3247                 build_zonelist_cache(pgdat);
3248         }
3249
3250         /*
3251          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3252          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3253          * each zone will be allocated later when the per cpu
3254          * allocator is available.
3255          *
3256          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3257          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3258          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3259          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3260          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3261          * (a chicken-egg dilemma).
3262          */
3263         for_each_possible_cpu(cpu) {
3264                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3265
3266 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3267                 /*
3268                  * We now know the "local memory node" for each node--
3269                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3270                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3271                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3272                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3273                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3274                  */
3275                 if (cpu_online(cpu))
3276                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3277 #endif
3278         }
3279
3280         return 0;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * Called with zonelists_mutex held always
3285  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3286  */
3287 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3288 {
3289         set_zonelist_order();
3290
3291         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3292                 __build_all_zonelists(NULL);
3293                 mminit_verify_zonelist();
3294                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3295         } else {
3296                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3297                    of zonelist */
3298 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3299                 if (data)
3300                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3301 #endif
3302                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3303                 /* cpuset refresh routine should be here */
3304         }
3305         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3306         /*
3307          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3308          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3309          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3310          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3311          * disabled and enable it later
3312          */
3313         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3314                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3315         else
3316                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3317
3318         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3319                 "Total pages: %ld\n",
3320                         nr_online_nodes,
3321                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3322                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3323                         vm_total_pages);
3324 #ifdef CONFIG_NUMA
3325         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3326 #endif
3327 }
3328
3329 /*
3330  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3331  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3332  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3333  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3334  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3335  * conservative, even though it seems large.
3336  *
3337  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3338  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3339  */
3340 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3341
3342 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3343 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3344 {
3345         unsigned long size = 1;
3346
3347         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3348
3349         while (size < pages)
3350                 size <<= 1;
3351
3352         /*
3353          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3354          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3355          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3356          */
3357         size = min(size, 4096UL);
3358
3359         return max(size, 4UL);
3360 }
3361 #else
3362 /*
3363  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3364  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3365  *
3366  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3367  *
3368  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3369  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3370  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3371  *
3372  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3373  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3374  *
3375  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3376  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3377  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3378  */
3379 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3380 {
3381         return 4096UL;
3382 }
3383 #endif
3384
3385 /*
3386  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3387  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3388  * hash function before the remainder is taken.
3389  */
3390 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3391 {
3392         return ffz(~size);
3393 }
3394
3395 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3396
3397 /*
3398  * Check if a pageblock contains reserved pages
3399  */
3400 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3401 {
3402         unsigned long pfn;
3403
3404         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3405                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3406                         return 1;
3407         }
3408         return 0;
3409 }
3410
3411 /*
3412  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3413  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3414  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3415  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3416  * blocks as reclaim kicks in
3417  */
3418 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3419 {
3420         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3421         struct page *page;
3422         unsigned long block_migratetype;
3423         int reserve;
3424
3425         /*
3426          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3427          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3428          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3429          * the block.
3430          */
3431         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3432         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3433         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3434         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3435                                                         pageblock_order;
3436
3437         /*
3438          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3439          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3440          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3441          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3442          * future allocation of hugepages at runtime.
3443          */
3444         reserve = min(2, reserve);
3445
3446         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3447                 if (!pfn_valid(pfn))
3448                         continue;
3449                 page = pfn_to_page(pfn);
3450
3451                 /* Watch out for overlapping nodes */
3452                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3453                         continue;
3454
3455                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3456
3457                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3458                 if (reserve > 0) {
3459                         /*
3460                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3461                          * them.
3462                          */
3463                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3464                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3465                                 continue;
3466
3467                         /* If this block is reserved, account for it */
3468                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3469                                 reserve--;
3470                                 continue;
3471                         }
3472
3473                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3474                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3475                                 set_pageblock_migratetype(page,
3476                                                         MIGRATE_RESERVE);
3477                                 move_freepages_block(zone, page,
3478                                                         MIGRATE_RESERVE);
3479                                 reserve--;
3480                                 continue;
3481                         }
3482                 }
3483
3484                 /*
3485                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3486                  * take it back
3487                  */
3488                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3489                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3490                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3491                 }
3492         }
3493 }
3494
3495 /*
3496  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3497  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3498  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3499  */
3500 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3501                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3502 {
3503         struct page *page;
3504         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3505         unsigned long pfn;
3506         struct zone *z;
3507
3508         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3509                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3510
3511         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3512         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3513                 /*
3514                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3515                  * handed to this function.  They do not
3516                  * exist on hotplugged memory.
3517                  */
3518                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3519                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3520                                 continue;
3521                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3522                                 continue;
3523                 }
3524                 page = pfn_to_page(pfn);
3525                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3526                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3527                 init_page_count(page);
3528                 reset_page_mapcount(page);
3529                 SetPageReserved(page);
3530                 /*
3531                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3532                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3533                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3534                  * the address space during boot when many long-lived
3535                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3536                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3537                  * setup_zone_migrate_reserve()
3538                  *
3539                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3540                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3541                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3542                  * pfn out of zone.
3543                  */
3544                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3545                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3546                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3547                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3548
3549                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3550 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3551                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3552                 if (!is_highmem_idx(zone))
3553                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3554 #endif
3555         }
3556 }
3557
3558 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3559 {
3560         int order, t;
3561         for_each_migratetype_order(order, t) {
3562                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3563                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3564         }
3565 }
3566
3567 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3568 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3569         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3570 #endif
3571
3572 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3573 {
3574 #ifdef CONFIG_MMU
3575         int batch;
3576
3577         /*
3578          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3579          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3580          *
3581          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3582          */
3583         batch = zone->present_pages / 1024;
3584         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3585                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3586         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3587         if (batch < 1)
3588                 batch = 1;
3589
3590         /*
3591          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3592          * of 2 value was found to be more likely to have
3593          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3594          *
3595          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3596          * batches of pages, one task can end up with a lot
3597          * of pages of one half of the possible page colors
3598          * and the other with pages of the other colors.
3599          */
3600         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3601
3602         return batch;
3603
3604 #else
3605         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3606          * conditions.
3607          *
3608          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3609          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3610          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3611          *
3612          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3613          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3614          * can be a significant delay between the individual batches being
3615          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3616          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3617          */
3618         return 0;
3619 #endif
3620 }
3621
3622 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3623 {
3624         struct per_cpu_pages *pcp;
3625         int migratetype;
3626
3627         memset(p, 0, sizeof(*p));
3628
3629         pcp = &p->pcp;
3630         pcp->count = 0;
3631         pcp->high = 6 * batch;
3632         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3633         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3634                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3635 }
3636
3637 /*
3638  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3639  * to the value high for the pageset p.
3640  */
3641
3642 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3643                                 unsigned long high)
3644 {
3645         struct per_cpu_pages *pcp;
3646
3647         pcp = &p->pcp;
3648         pcp->high = high;
3649         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3650         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3651                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3652 }
3653
3654 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3655 {
3656         int cpu;
3657
3658         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3659
3660         for_each_possible_cpu(cpu) {
3661                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3662
3663                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3664
3665                 if (percpu_pagelist_fraction)
3666                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3667                                 (zone->present_pages /
3668                                         percpu_pagelist_fraction));
3669         }
3670 }
3671
3672 /*
3673  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3674  * Before this call only boot pagesets were available.
3675  */
3676 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3677 {
3678         struct zone *zone;
3679
3680         for_each_populated_zone(zone)
3681                 setup_zone_pageset(zone);
3682 }
3683
3684 static noinline __init_refok
3685 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3686 {
3687         int i;
3688         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3689         size_t alloc_size;
3690
3691         /*
3692          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3693          * per zone.
3694          */
3695         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3696                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3697         zone->wait_table_bits =
3698                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3699         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3700                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3701
3702         if (!slab_is_available()) {
3703                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3704                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3705         } else {
3706                 /*
3707                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3708                  * via memory hot-add.
3709                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3710                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3711                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3712                  * node itself as well.
3713                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3714                  * necessary.
3715                  */
3716                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3717         }
3718         if (!zone->wait_table)
3719                 return -ENOMEM;
3720
3721         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3722                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3723
3724         return 0;
3725 }
3726
3727 static int __zone_pcp_update(void *data)
3728 {
3729         struct zone *zone = data;
3730         int cpu;
3731         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3732
3733         for_each_possible_cpu(cpu) {
3734                 struct per_cpu_pageset *pset;
3735                 struct per_cpu_pages *pcp;
3736
3737                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3738                 pcp = &pset->pcp;
3739
3740                 local_irq_save(flags);
3741                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3742                 setup_pageset(pset, batch);
3743                 local_irq_restore(flags);
3744         }
3745         return 0;
3746 }
3747
3748 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3749 {
3750         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3751 }
3752
3753 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3754 {
3755         /*
3756          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3757          * relies on the ability of the linker to provide the
3758          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3759          */
3760         zone->pageset = &boot_pageset;
3761
3762         if (zone->present_pages)
3763                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3764                         zone->name, zone->present_pages,
3765                                          zone_batchsize(zone));
3766 }
3767
3768 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3769                                         unsigned long zone_start_pfn,
3770                                         unsigned long size,
3771                                         enum memmap_context context)
3772 {
3773         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3774         int ret;
3775         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3776         if (ret)
3777                 return ret;
3778         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3779
3780         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3781
3782         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3783                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3784                         pgdat->node_id,
3785                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3786                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3787
3788         zone_init_free_lists(zone);
3789
3790         return 0;
3791 }
3792
3793 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3794 /*
3795  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3796  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3797  */
3798 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3799 {
3800         int i;
3801
3802         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3803                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3804                         return i;
3805
3806         return -1;
3807 }
3808
3809 /*
3810  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3811  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3812  */
3813 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3814 {
3815         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3816                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3817                         return index;
3818
3819         return -1;
3820 }
3821
3822 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3823 /*
3824  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3825  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3826  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3827  * alternative
3828  */
3829 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3830 {
3831         int i;
3832
3833         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3834                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3835                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3836
3837                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3838                         return early_node_map[i].nid;
3839         }
3840         /* This is a memory hole */
3841         return -1;
3842 }
3843 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3844
3845 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3846 {
3847         int nid;
3848
3849         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3850         if (nid >= 0)
3851                 return nid;
3852         /* just returns 0 */
3853         return 0;
3854 }
3855
3856 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3857 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3858 {
3859         int nid;
3860
3861         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3862         if (nid >= 0 && nid != node)
3863                 return false;
3864         return true;
3865 }
3866 #endif
3867
3868 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3869 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3870         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3871                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3872
3873 /**
3874  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3875  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3876  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3877  *
3878  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3879  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3880  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3881  */
3882 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3883                                                 unsigned long max_low_pfn)
3884 {
3885         int i;
3886
3887         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3888                 unsigned long size_pages = 0;
3889                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3890
3891                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3892                         continue;
3893
3894                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3895                         end_pfn = max_low_pfn;
3896
3897                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3898                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3899                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3900                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3901         }
3902 }
3903
3904 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3905 /*
3906  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3907  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3908  */
3909 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3910 {
3911         int i;
3912
3913         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3914                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3915                         return i;
3916
3917         return -1;
3918 }
3919
3920 /*
3921  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3922  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3923  */
3924 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3925 {
3926         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3927                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3928                         return index;
3929
3930         return -1;
3931 }
3932
3933 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3934         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3935                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3936
3937 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3938                                         u64 goal, u64 limit)
3939 {
3940         int i;
3941
3942         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3943         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3944                 u64 addr;
3945                 u64 ei_start, ei_last;
3946                 u64 final_start, final_end;
3947
3948                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3949                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3950                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3951                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3952
3953                 final_start = max(ei_start, goal);
3954                 final_end = min(ei_last, limit);
3955
3956                 if (final_start >= final_end)
3957                         continue;
3958
3959                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3960
3961                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3962                         continue;
3963
3964                 return addr;
3965         }
3966
3967         return MEMBLOCK_ERROR;
3968 }
3969 #endif
3970
3971 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3972                                    int nr_range, int nid)
3973 {
3974         int i;
3975         u64 start, end;
3976
3977         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3978         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3979                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3980                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3981                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3982         }
3983         return nr_range;
3984 }
3985
3986 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3987 {
3988         int i;
3989         int ret;
3990
3991         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3992                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3993                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3994                 if (ret)
3995                         break;
3996         }
3997 }
3998 /**
3999  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4000  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4001  *
4002  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4003  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4004  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4005  */
4006 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4007 {
4008         int i;
4009
4010         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4011                 memory_present(early_node_map[i].nid,
4012                                 early_node_map[i].start_pfn,
4013                                 early_node_map[i].end_pfn);
4014 }
4015
4016 /**
4017  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4018  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4019  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4020  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4021  *
4022  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4023  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4024  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4025  * PFNs will be 0.
4026  */
4027 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4028                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4029 {
4030         int i;
4031         *start_pfn = -1UL;
4032         *end_pfn = 0;
4033
4034         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4035                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4036                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4037         }
4038
4039         if (*start_pfn == -1UL)
4040                 *start_pfn = 0;
4041 }
4042
4043 /*
4044  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4045  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4046  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4047  */
4048 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4049 {
4050         int zone_index;
4051         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4052                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4053                         continue;
4054
4055                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4056                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4057                         break;
4058         }
4059
4060         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4061         movable_zone = zone_index;
4062 }
4063
4064 /*
4065  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4066  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4067  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4068  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4069  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4070  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4071  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4072  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4073  */
4074 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4075                                         unsigned long zone_type,
4076                                         unsigned long node_start_pfn,
4077                                         unsigned long node_end_pfn,
4078                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4079                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4080 {
4081         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4082         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4083                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4084                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4085                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4086                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4087                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4088
4089                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4090                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4091                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4092                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4093
4094                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4095                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4096                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4097         }
4098 }
4099
4100 /*
4101  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4102  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4103  */
4104 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4105                                         unsigned long zone_type,
4106                                         unsigned long *ignored)
4107 {
4108         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4109         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4110
4111         /* Get the start and end of the node and zone */
4112         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4113         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4114         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4115         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4116                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4117                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4118
4119         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4120         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4121                 return 0;
4122
4123         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4124         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4125         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4126
4127         /* Return the spanned pages */
4128         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4129 }
4130
4131 /*
4132  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4133  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4134  */
4135 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4136                                 unsigned long range_start_pfn,
4137                                 unsigned long range_end_pfn)
4138 {
4139         int i = 0;
4140         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4141         unsigned long start_pfn;
4142
4143         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4144         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4145         if (i == -1)
4146                 return 0;
4147
4148         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4149
4150         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4151         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4152                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4153
4154         /* Find all holes for the zone within the node */
4155         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4156
4157                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4158                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4159                         break;
4160
4161                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4162                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4163                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4164
4165                 /* Update the hole size cound and move on */
4166                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4167                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4168                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4169                 }
4170                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4171         }
4172
4173         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4174         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4175                 hole_pages += range_end_pfn -
4176                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4177
4178         return hole_pages;
4179 }
4180
4181 /**
4182  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4183  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4184  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4185  *
4186  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4187  */
4188 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4189                                                         unsigned long end_pfn)
4190 {
4191         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4192 }
4193
4194 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4195 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4196                                         unsigned long zone_type,
4197                                         unsigned long *ignored)
4198 {
4199         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4200         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4201
4202         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4203         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4204                                                         node_start_pfn);
4205         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4206                                                         node_end_pfn);
4207
4208         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4209                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4210                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4211         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4212 }
4213
4214 #else
4215 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4216                                         unsigned long zone_type,
4217                                         unsigned long *zones_size)
4218 {
4219         return zones_size[zone_type];
4220 }
4221
4222 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4223                                                 unsigned long zone_type,
4224                                                 unsigned long *zholes_size)
4225 {
4226         if (!zholes_size)
4227                 return 0;
4228
4229         return zholes_size[zone_type];
4230 }
4231
4232 #endif
4233
4234 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4235                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4236 {
4237         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4238         enum zone_type i;
4239
4240         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4241                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4242                                                                 zones_size);
4243         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4244
4245         realtotalpages = totalpages;
4246         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4247                 realtotalpages -=
4248                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4249                                                                 zholes_size);
4250         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4251         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4252                                                         realtotalpages);
4253 }
4254
4255 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4256 /*
4257  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4258  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4259  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4260  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4261  * bytes.
4262  */
4263 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
4264 {
4265         unsigned long usemapsize;
4266
4267         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
4268         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4269         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4270         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4271         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4272
4273         return usemapsize / 8;
4274 }
4275
4276 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4277                                 struct zone *zone,
4278                                 unsigned long zone_start_pfn,
4279                                 unsigned long zonesize)
4280 {
4281         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
4282         zone->pageblock_flags = NULL;
4283         if (usemapsize)
4284                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4285                                                                    usemapsize);
4286 }
4287 #else
4288 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
4289                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
4290 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4291
4292 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4293
4294 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4295 void __init set_pageblock_order(void)
4296 {
4297         unsigned int order;
4298
4299         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4300         if (pageblock_order)
4301                 return;
4302
4303         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4304                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4305         else
4306                 order = MAX_ORDER - 1;
4307
4308         /*
4309          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4310          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4311          * powerpc.
4312          */
4313         pageblock_order = order;
4314 }
4315 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4316
4317 /*
4318  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4319  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4320  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4321  * the kernel config
4322  */
4323 void __init set_pageblock_order(void)
4324 {
4325 }
4326
4327 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4328
4329 /*
4330  * Set up the zone data structures:
4331  *   - mark all pages reserved
4332  *   - mark all memory queues empty
4333  *   - clear the memory bitmaps
4334  */
4335 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4336                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4337 {
4338         enum zone_type j;
4339         int nid = pgdat->node_id;
4340         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4341         int ret;
4342
4343         pgdat_resize_init(pgdat);
4344         pgdat->nr_zones = 0;
4345         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4346         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4347         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4348         
4349         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4350                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4351                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4352                 enum lru_list l;
4353
4354                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4355                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4356                                                                 zholes_size);
4357
4358                 /*
4359                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4360                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4361                  * and per-cpu initialisations
4362                  */
4363                 memmap_pages =
4364                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4365                 if (realsize >= memmap_pages) {
4366                         realsize -= memmap_pages;
4367                         if (memmap_pages)
4368                                 printk(KERN_DEBUG
4369                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4370                                        zone_names[j], memmap_pages);
4371                 } else
4372                         printk(KERN_WARNING
4373                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4374                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4375
4376                 /* Account for reserved pages */
4377                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4378                         realsize -= dma_reserve;
4379                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4380                                         zone_names[0], dma_reserve);
4381                 }
4382
4383                 if (!is_highmem_idx(j))
4384                         nr_kernel_pages += realsize;
4385                 nr_all_pages += realsize;
4386
4387                 zone->spanned_pages = size;
4388                 zone->present_pages = realsize;
4389 #ifdef CONFIG_NUMA
4390                 zone->node = nid;
4391                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4392                                                 / 100;
4393                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4394 #endif
4395                 zone->name = zone_names[j];
4396                 spin_lock_init(&zone->lock);
4397                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4398                 zone_seqlock_init(zone);
4399                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4400
4401                 zone_pcp_init(zone);
4402                 for_each_lru(l)
4403                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4404                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4405                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4406                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4407                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4408                 zap_zone_vm_stats(zone);
4409                 zone->flags = 0;
4410                 if (!size)
4411                         continue;
4412
4413                 set_pageblock_order();
4414                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
4415                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4416                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4417                 BUG_ON(ret);
4418                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4419                 zone_start_pfn += size;
4420         }
4421 }
4422
4423 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4424 {
4425         /* Skip empty nodes */
4426         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4427                 return;
4428
4429 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4430         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4431         if (!pgdat->node_mem_map) {
4432                 unsigned long size, start, end;
4433                 struct page *map;
4434
4435                 /*
4436                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4437                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4438                  * for the buddy allocator to function correctly.
4439                  */
4440                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4441                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4442                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4443                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4444                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4445                 if (!map)
4446                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4447                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4448         }
4449 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4450         /*
4451          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4452          */
4453         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4454                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4455 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4456                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4457                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4458 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4459         }
4460 #endif
4461 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4462 }
4463
4464 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4465                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4466 {
4467         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4468
4469         pgdat->node_id = nid;
4470         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4471         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4472
4473         alloc_node_mem_map(pgdat);
4474 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4475         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4476                 nid, (unsigned long)pgdat,
4477                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4478 #endif
4479
4480         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4481 }
4482
4483 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4484
4485 #if MAX_NUMNODES > 1
4486 /*
4487  * Figure out the number of possible node ids.
4488  */
4489 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4490 {
4491         unsigned int node;
4492         unsigned int highest = 0;
4493
4494         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4495                 highest = node;
4496         nr_node_ids = highest + 1;
4497 }
4498 #else
4499 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4500 {
4501 }
4502 #endif
4503
4504 /**
4505  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4506  * @nid: The node ID the range resides on
4507  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4508  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4509  *
4510  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4511  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4512  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4513  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4514  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4515  */
4516 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4517                                                 unsigned long end_pfn)
4518 {
4519         int i;
4520
4521         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4522                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4523                         "%d entries of %d used\n",
4524                         nid, start_pfn, end_pfn,
4525                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4526
4527         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4528
4529         /* Merge with existing active regions if possible */
4530         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4531                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4532                         continue;
4533
4534                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4535                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4536                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4537                         return;
4538
4539                 /* Merge forward if suitable */
4540                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4541                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4542                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4543                         return;
4544                 }
4545
4546                 /* Merge backward if suitable */
4547                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4548                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4549                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4550                         return;
4551                 }
4552         }
4553
4554         /* Check that early_node_map is large enough */
4555         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4556                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4557                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4558                 return;
4559         }
4560
4561         early_node_map[i].nid = nid;
4562         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4563         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4564         nr_nodemap_entries = i + 1;
4565 }
4566
4567 /**
4568  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4569  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4570  * @start_pfn: The new PFN of the range
4571  * @end_pfn: The new PFN of the range
4572  *
4573  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4574  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4575  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4576  * range.
4577  */
4578 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4579                                 unsigned long end_pfn)
4580 {
4581         int i, j;
4582         int removed = 0;
4583
4584         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4585                           nid, start_pfn, end_pfn);
4586
4587         /* Find the old active region end and shrink */
4588         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4589                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4590                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4591                         /* clear it */
4592                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4593                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4594                         removed = 1;
4595                         continue;
4596                 }
4597                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4598                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4599                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4600                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4601                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4602                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4603                         continue;
4604                 }
4605                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4606                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4607                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4608                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4609                         continue;
4610                 }
4611         }
4612
4613         if (!removed)
4614                 return;
4615
4616         /* remove the blank ones */
4617         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4618                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4619                         continue;
4620                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4621                         continue;
4622                 /* we found it, get rid of it */
4623                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4624                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4625                                 sizeof(early_node_map[j]));
4626                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4627                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4628                 nr_nodemap_entries--;
4629         }
4630 }
4631
4632 /**
4633  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4634  *
4635  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4636  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4637  * all currently registered regions.
4638  */
4639 void __init remove_all_active_ranges(void)
4640 {
4641         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4642         nr_nodemap_entries = 0;
4643 }
4644
4645 /* Compare two active node_active_regions */
4646 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4647 {
4648         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4649         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4650
4651         /* Done this way to avoid overflows */
4652         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4653                 return 1;
4654         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4655                 return -1;
4656
4657         return 0;
4658 }
4659
4660 /* sort the node_map by start_pfn */
4661 void __init sort_node_map(void)
4662 {
4663         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4664                         sizeof(struct node_active_region),
4665                         cmp_node_active_region, NULL);
4666 }
4667
4668 /**
4669  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4670  *
4671  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4672  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4673  * all the nodes.
4674  *
4675  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4676  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4677  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4678  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4679  *
4680  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4681  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4682  * populated node map.
4683  *
4684  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4685  * requirement (single node).
4686  */
4687 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4688 {
4689         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4690         int last_nid = -1;
4691         int i;
4692
4693         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4694                 int nid = early_node_map[i].nid;
4695                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4696                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4697                 unsigned long mask;
4698
4699                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4700                         last_nid = nid;
4701                         last_end = end;
4702                         continue;
4703                 }
4704
4705                 /*
4706                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4707                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4708                  * too coarse to separate the current node from the last.
4709                  */
4710                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4711                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4712                         mask <<= 1;
4713
4714                 /* accumulate all internode masks */
4715                 accl_mask |= mask;
4716         }
4717
4718         /* convert mask to number of pages */
4719         return ~accl_mask + 1;
4720 }
4721
4722 /* Find the lowest pfn for a node */
4723 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4724 {
4725         int i;
4726         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4727
4728         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4729         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4730                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4731
4732         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4733                 printk(KERN_WARNING
4734                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4735                 return 0;
4736         }
4737
4738         return min_pfn;
4739 }
4740
4741 /**
4742  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4743  *
4744  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4745  * add_active_range().
4746  */
4747 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4748 {
4749         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4750 }
4751
4752 /*
4753  * early_calculate_totalpages()
4754  * Sum pages in active regions for movable zone.
4755  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4756  */
4757 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4758 {
4759         int i;
4760         unsigned long totalpages = 0;
4761
4762         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4763                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4764                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4765                 totalpages += pages;
4766                 if (pages)
4767                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4768         }
4769         return totalpages;
4770 }
4771
4772 /*
4773  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4774  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4775  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4776  * others
4777  */
4778 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4779 {
4780         int i, nid;
4781         unsigned long usable_startpfn;
4782         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4783         /* save the state before borrow the nodemask */
4784         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4785         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4786         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4787
4788         /*
4789          * If movablecore was specified, calculate what size of
4790          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4791          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4792          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4793          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4794          * what movablecore would have allowed.
4795          */
4796         if (required_movablecore) {
4797                 unsigned long corepages;
4798
4799                 /*
4800                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4801                  * was requested by the user
4802                  */
4803                 required_movablecore =
4804                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4805                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4806
4807                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4808         }
4809
4810         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4811         if (!required_kernelcore)
4812                 goto out;
4813
4814         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4815         find_usable_zone_for_movable();
4816         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4817
4818 restart:
4819         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4820         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4821         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4822                 /*
4823                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4824                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4825                  * amount of memory for the kernel
4826                  */
4827                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4828                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4829
4830                 /*
4831                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4832                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4833                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4834                  */
4835                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4836
4837                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4838                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4839                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4840                         unsigned long size_pages;
4841
4842                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4843                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4844                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4845                         if (start_pfn >= end_pfn)
4846                                 continue;
4847
4848                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4849                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4850                                 unsigned long kernel_pages;
4851                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4852                                                                 - start_pfn;
4853
4854                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4855                                                         kernelcore_remaining);
4856                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4857                                                         required_kernelcore);
4858
4859                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4860                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4861
4862                                         /*
4863                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4864                                          * that if we have to rebalance
4865                                          * kernelcore across nodes, we will
4866                                          * not double account here
4867                                          */
4868                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4869                                         continue;
4870                                 }
4871                                 start_pfn = usable_startpfn;
4872                         }
4873
4874                         /*
4875                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4876                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4877                          * number of pages used as kernelcore
4878                          */
4879                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4880                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4881                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4882                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4883
4884                         /*
4885                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4886                          * break if the kernelcore for this node has been
4887                          * satisified
4888                          */
4889                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4890                                                                 size_pages);
4891                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4892                         if (!kernelcore_remaining)
4893                                 break;
4894                 }
4895         }
4896
4897         /*
4898          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4899          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4900          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4901          * satisified
4902          */
4903         usable_nodes--;
4904         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4905                 goto restart;
4906
4907         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4908         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4909                 zone_movable_pfn[nid] =
4910                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4911
4912 out:
4913         /* restore the node_state */
4914         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4915 }
4916
4917 /* Any regular memory on that node ? */
4918 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4919 {
4920 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4921         enum zone_type zone_type;
4922
4923         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4924                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4925                 if (zone->present_pages)
4926                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4927         }
4928 #endif
4929 }
4930
4931 /**
4932  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4933  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4934  *
4935  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4936  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4937  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4938  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4939  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4940  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4941  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4942  * at arch_max_dma_pfn.
4943  */
4944 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4945 {
4946         unsigned long nid;
4947         int i;
4948
4949         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4950         sort_node_map();
4951
4952         /* Record where the zone boundaries are */
4953         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4954                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4955         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4956                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4957         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4958         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4959         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4960                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4961                         continue;
4962                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4963                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4964                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4965                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4966         }
4967         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4968         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4969
4970         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4971         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4972         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4973
4974         /* Print out the zone ranges */
4975         printk("Zone PFN ranges:\n");
4976         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4977                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4978                         continue;
4979                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4980                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4981                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4982                         printk("empty\n");
4983                 else
4984                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4985                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4986                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4987         }
4988
4989         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4990         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4991         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4992                 if (zone_movable_pfn[i])
4993                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4994         }
4995
4996         /* Print out the early_node_map[] */
4997         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4998         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4999                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
5000                                                 early_node_map[i].start_pfn,
5001                                                 early_node_map[i].end_pfn);
5002
5003         /* Initialise every node */
5004         mminit_verify_pageflags_layout();
5005         setup_nr_node_ids();
5006         for_each_online_node(nid) {
5007                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5008                 free_area_init_node(nid, NULL,
5009                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5010
5011                 /* Any memory on that node */
5012                 if (pgdat->node_present_pages)
5013                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5014                 check_for_regular_memory(pgdat);
5015         }
5016 }
5017
5018 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5019 {
5020         unsigned long long coremem;
5021         if (!p)
5022                 return -EINVAL;
5023
5024         coremem = memparse(p, &p);
5025         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5026
5027         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5028         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5029
5030         return 0;
5031 }
5032
5033 /*
5034  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5035  * cannot be reclaimed or migrated.
5036  */
5037 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5038 {
5039         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5040 }
5041
5042 /*
5043  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5044  * can be reclaimed or migrated.
5045  */
5046 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5047 {
5048         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5049 }
5050
5051 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5052 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5053
5054 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5055
5056 /**
5057  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5058  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5059  *
5060  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5061  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5062  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5063  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5064  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5065  * smaller per-cpu batchsize.
5066  */
5067 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5068 {
5069         dma_reserve = new_dma_reserve;
5070 }
5071
5072 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5073 {
5074         free_area_init_node(0, zones_size,
5075                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5076 }
5077
5078 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5079                                  unsigned long action, void *hcpu)
5080 {
5081         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5082
5083         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5084                 drain_pages(cpu);
5085
5086                 /*
5087                  * Spill the event counters of the dead processor
5088                  * into the current processors event counters.
5089                  * This artificially elevates the count of the current
5090                  * processor.
5091                  */
5092                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5093
5094                 /*
5095                  * Zero the differential counters of the dead processor
5096                  * so that the vm statistics are consistent.
5097                  *
5098                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5099                  * race with what we are doing.
5100                  */
5101                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5102         }
5103         return NOTIFY_OK;
5104 }
5105
5106 void __init page_alloc_init(void)
5107 {
5108         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5109 }
5110
5111 /*
5112  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5113  *      or min_free_kbytes changes.
5114  */
5115 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5116 {
5117         struct pglist_data *pgdat;
5118         unsigned long reserve_pages = 0;
5119         enum zone_type i, j;
5120
5121         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5122                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5123                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5124                         unsigned long max = 0;
5125
5126                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5127                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5128                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5129                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5130                         }
5131
5132                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5133                         max += high_wmark_pages(zone);
5134
5135                         if (max > zone->present_pages)
5136                                 max = zone->present_pages;
5137                         reserve_pages += max;
5138                 }
5139         }
5140         totalreserve_pages = reserve_pages;
5141 }
5142
5143 /*
5144  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5145  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5146  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5147  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5148  */
5149 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5150 {
5151         struct pglist_data *pgdat;
5152         enum zone_type j, idx;
5153
5154         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5155                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5156                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5157                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5158
5159                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5160
5161                         idx = j;
5162                         while (idx) {
5163                                 struct zone *lower_zone;
5164
5165                                 idx--;
5166
5167                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5168                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5169
5170                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5171                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5172                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5173                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5174                         }
5175                 }
5176         }
5177
5178         /* update totalreserve_pages */
5179         calculate_totalreserve_pages();
5180 }
5181
5182 /**
5183  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5184  * or when memory is hot-{added|removed}
5185  *
5186  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5187  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5188  */
5189 void setup_per_zone_wmarks(void)
5190 {
5191         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5192         unsigned long lowmem_pages = 0;
5193         struct zone *zone;
5194         unsigned long flags;
5195
5196         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5197         for_each_zone(zone) {
5198                 if (!is_highmem(zone))
5199                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5200         }
5201
5202         for_each_zone(zone) {
5203                 u64 tmp;
5204
5205                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5206                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5207                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5208                 if (is_highmem(zone)) {
5209                         /*
5210                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5211                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5212                          * value here.
5213                          *
5214                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5215                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5216                          * not be capped for highmem.
5217                          */
5218                         int min_pages;
5219
5220                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5221                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5222                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5223                         if (min_pages > 128)
5224                                 min_pages = 128;
5225                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5226                 } else {
5227                         /*
5228                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5229                          * proportionate to the zone's size.
5230                          */
5231                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5232                 }
5233
5234                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5235                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5236                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5237                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5238         }
5239
5240         /* update totalreserve_pages */
5241         calculate_totalreserve_pages();
5242 }
5243
5244 /*
5245  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5246  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5247  * to be referenced again before it is swapped out.
5248  *
5249  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5250  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5251  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5252  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5253  *
5254  * total     target    max
5255  * memory    ratio     inactive anon
5256  * -------------------------------------
5257  *   10MB       1         5MB
5258  *  100MB       1        50MB
5259  *    1GB       3       250MB
5260  *   10GB      10       0.9GB
5261  *  100GB      31         3GB
5262  *    1TB     101        10GB
5263  *   10TB     320        32GB
5264  */
5265 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5266 {
5267         unsigned int gb, ratio;
5268
5269         /* Zone size in gigabytes */
5270         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5271         if (gb)
5272                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5273         else
5274                 ratio = 1;
5275
5276         zone->inactive_ratio = ratio;
5277 }
5278
5279 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5280 {
5281         struct zone *zone;
5282
5283         for_each_zone(zone)
5284                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5285 }
5286
5287 /*
5288  * Initialise min_free_kbytes.
5289  *
5290  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5291  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5292  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5293  *
5294  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5295  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5296  *
5297  * which yields
5298  *
5299  * 16MB:        512k
5300  * 32MB:        724k
5301  * 64MB:        1024k
5302  * 128MB:       1448k
5303  * 256MB:       2048k
5304  * 512MB:       2896k
5305  * 1024MB:      4096k
5306  * 2048MB:      5792k
5307  * 4096MB:      8192k
5308  * 8192MB:      11584k
5309  * 16384MB:     16384k
5310  */
5311 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5312 {
5313         unsigned long lowmem_kbytes;
5314
5315         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5316
5317         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5318         if (min_free_kbytes < 128)
5319                 min_free_kbytes = 128;
5320         if (min_free_kbytes > 65536)
5321                 min_free_kbytes = 65536;
5322         setup_per_zone_wmarks();
5323         refresh_zone_stat_thresholds();
5324         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5325         setup_per_zone_inactive_ratio();
5326         return 0;
5327 }
5328 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5329
5330 /*
5331  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5332  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5333  *      changes.
5334  */
5335 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5336         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5337 {
5338         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5339         if (write)
5340                 setup_per_zone_wmarks();
5341         return 0;
5342 }
5343
5344 #ifdef CONFIG_NUMA
5345 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5346         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5347 {
5348         struct zone *zone;
5349         int rc;
5350
5351         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5352         if (rc)
5353                 return rc;
5354
5355         for_each_zone(zone)
5356                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5357                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5358         return 0;
5359 }
5360
5361 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5362         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5363 {
5364         struct zone *zone;
5365         int rc;
5366
5367         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5368         if (rc)
5369                 return rc;
5370
5371         for_each_zone(zone)
5372                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5373                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5374         return 0;
5375 }
5376 #endif
5377
5378 /*
5379  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5380  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5381  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5382  *
5383  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5384  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5385  * if in function of the boot time zone sizes.
5386  */
5387 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5388         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5389 {
5390         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5391         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5392         return 0;
5393 }
5394
5395 /*
5396  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5397  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5398  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5399  */
5400
5401 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5402         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5403 {
5404         struct zone *zone;
5405         unsigned int cpu;
5406         int ret;
5407
5408         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5409         if (!write || (ret == -EINVAL))
5410                 return ret;
5411         for_each_populated_zone(zone) {
5412                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5413                         unsigned long  high;
5414                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5415                         setup_pagelist_highmark(
5416                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5417                 }
5418         }
5419         return 0;
5420 }
5421
5422 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5423
5424 #ifdef CONFIG_NUMA
5425 static int __init set_hashdist(char *str)
5426 {
5427         if (!str)
5428                 return 0;
5429         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5430         return 1;
5431 }
5432 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5433 #endif
5434
5435 /*
5436  * allocate a large system hash table from bootmem
5437  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5438  *   quantity of entries
5439  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5440  */
5441 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5442                                      unsigned long bucketsize,
5443                                      unsigned long numentries,
5444                                      int scale,
5445                                      int flags,
5446                                      unsigned int *_hash_shift,
5447                                      unsigned int *_hash_mask,
5448                                      unsigned long limit)
5449 {
5450         unsigned long long max = limit;
5451         unsigned long log2qty, size;
5452         void *table = NULL;
5453
5454         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5455         if (!numentries) {
5456                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5457                 numentries = nr_kernel_pages;
5458                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5459                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5460                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5461
5462                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5463                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5464                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5465                 else
5466                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5467
5468                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5469                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5470                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5471                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5472                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5473                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5474                                 BUG_ON(!numentries);
5475                         }
5476                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5477                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5478         }
5479         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5480
5481         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5482         if (max == 0) {
5483                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5484                 do_div(max, bucketsize);
5485         }
5486
5487         if (numentries > max)
5488                 numentries = max;
5489
5490         log2qty = ilog2(numentries);
5491
5492         do {
5493                 size = bucketsize << log2qty;
5494                 if (flags & HASH_EARLY)
5495                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5496                 else if (hashdist)
5497                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5498                 else {
5499                         /*
5500                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5501                          * some pages at the end of hash table which
5502                          * alloc_pages_exact() automatically does
5503                          */
5504                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5505                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5506                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5507                         }
5508                 }
5509         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5510
5511         if (!table)
5512                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5513
5514         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5515                tablename,
5516                (1UL << log2qty),
5517                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5518                size);
5519
5520         if (_hash_shift)
5521                 *_hash_shift = log2qty;
5522         if (_hash_mask)
5523                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5524
5525         return table;
5526 }
5527
5528 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5529 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5530                                                         unsigned long pfn)
5531 {
5532 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5533         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5534 #else
5535         return zone->pageblock_flags;
5536 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5537 }
5538
5539 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5540 {
5541 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5542         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5543         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5544 #else
5545         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5546         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5547 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5548 }
5549
5550 /**
5551  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5552  * @page: The page within the block of interest
5553  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5554  * @end_bitidx: The last bit of interest
5555  * returns pageblock_bits flags
5556  */
5557 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5558                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5559 {
5560         struct zone *zone;
5561         unsigned long *bitmap;
5562         unsigned long pfn, bitidx;
5563         unsigned long flags = 0;
5564         unsigned long value = 1;
5565
5566         zone = page_zone(page);
5567         pfn = page_to_pfn(page);
5568         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5569         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5570
5571         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5572                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5573                         flags |= value;
5574
5575         return flags;
5576 }
5577
5578 /**
5579  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5580  * @page: The page within the block of interest
5581  * @start_bitidx: The first bit of interest
5582  * @end_bitidx: The last bit of interest
5583  * @flags: The flags to set
5584  */
5585 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5586                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5587 {
5588         struct zone *zone;
5589         unsigned long *bitmap;
5590         unsigned long pfn, bitidx;
5591         unsigned long value = 1;
5592
5593         zone = page_zone(page);
5594         pfn = page_to_pfn(page);
5595         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5596         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5597         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5598         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5599
5600         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5601                 if (flags & value)
5602                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5603                 else
5604                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5605 }
5606
5607 /*
5608  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5609  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5610  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5611  */
5612
5613 static int
5614 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5615 {
5616         unsigned long pfn, iter, found;
5617         /*
5618          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5619          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5620          */
5621         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5622                 return true;
5623
5624         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5625                 return true;
5626
5627         pfn = page_to_pfn(page);
5628         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5629                 unsigned long check = pfn + iter;
5630
5631                 if (!pfn_valid_within(check))
5632                         continue;
5633
5634                 page = pfn_to_page(check);
5635                 if (!page_count(page)) {
5636                         if (PageBuddy(page))
5637                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5638                         continue;
5639                 }
5640                 if (!PageLRU(page))
5641                         found++;
5642                 /*
5643                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5644                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5645                  * and it still to be fixed.
5646                  */
5647                 /*
5648                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5649                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5650                  *
5651                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5652                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5653                  * page at boot.
5654                  */
5655                 if (found > count)
5656                         return false;
5657         }
5658         return true;
5659 }
5660
5661 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5662 {
5663         struct zone *zone = page_zone(page);
5664         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5665
5666         /*
5667          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5668          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5669          * the zone but still within the section.
5670          */
5671         if (!zone || zone->zone_start_pfn > pfn ||
5672                         zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages <= pfn)
5673                 return false;
5674
5675         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5676 }
5677
5678 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5679 {
5680         struct zone *zone;
5681         unsigned long flags, pfn;
5682         struct memory_isolate_notify arg;
5683         int notifier_ret;
5684         int ret = -EBUSY;
5685
5686         zone = page_zone(page);
5687
5688         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5689
5690         pfn = page_to_pfn(page);
5691         arg.start_pfn = pfn;
5692         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5693         arg.pages_found = 0;
5694
5695         /*
5696          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5697          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5698          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5699          * number of pages in a range that are held by the balloon
5700          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5701          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5702          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5703          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5704          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5705          */
5706         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5707         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5708         if (notifier_ret)
5709                 goto out;
5710         /*
5711          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5712          * We just check MOVABLE pages.
5713          */
5714         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5715                 ret = 0;
5716
5717         /*
5718          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5719          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5720          */
5721
5722 out:
5723         if (!ret) {
5724                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5725                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5726         }
5727
5728         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5729         if (!ret)
5730                 drain_all_pages();
5731         return ret;
5732 }
5733
5734 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5735 {
5736         struct zone *zone;
5737         unsigned long flags;
5738         zone = page_zone(page);
5739         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5740         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5741                 goto out;
5742         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5743         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5744 out:
5745         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5746 }
5747
5748 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5749 /*
5750  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5751  */
5752 void
5753 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5754 {
5755         struct page *page;
5756         struct zone *zone;
5757         int order, i;
5758         unsigned long pfn;
5759         unsigned long flags;
5760         /* find the first valid pfn */
5761         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5762                 if (pfn_valid(pfn))
5763                         break;
5764         if (pfn == end_pfn)
5765                 return;
5766         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5767         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5768         pfn = start_pfn;
5769         while (pfn < end_pfn) {
5770                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5771                         pfn++;
5772                         continue;
5773                 }
5774                 page = pfn_to_page(pfn);
5775                 BUG_ON(page_count(page));
5776                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5777                 order = page_order(page);
5778 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5779                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5780                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5781 #endif
5782                 list_del(&page->lru);
5783                 rmv_page_order(page);
5784                 zone->free_area[order].nr_free--;
5785                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5786                                       - (1UL << order));
5787 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
5788                 if (PageHighMem(page))
5789                         totalhigh_pages -= 1 << order;
5790 #endif
5791                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5792                         SetPageReserved((page+i));
5793                 pfn += (1 << order);
5794         }
5795         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5796 }
5797 #endif
5798
5799 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5800 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5801 {
5802         struct zone *zone = page_zone(page);
5803         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5804         unsigned long flags;
5805         int order;
5806
5807         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5808         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5809                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5810
5811                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5812                         break;
5813         }
5814         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5815
5816         return order < MAX_ORDER;
5817 }
5818 #endif
5819
5820 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5821         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5822         {1UL << PG_error,               "error"         },
5823         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5824         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5825         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5826         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5827         {1UL << PG_active,              "active"        },
5828         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5829         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5830         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5831         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5832         {1UL << PG_private,             "private"       },
5833         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5834         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5835 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5836         {1UL << PG_head,                "head"          },
5837         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5838 #else
5839         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5840 #endif
5841         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5842         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5843         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5844         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5845         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5846 #ifdef CONFIG_MMU
5847         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5848 #endif
5849 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5850         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5851 #endif
5852 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5853         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5854 #endif
5855         {-1UL,                          NULL            },
5856 };
5857
5858 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5859 {
5860         const char *delim = "";
5861         unsigned long mask;
5862         int i;
5863
5864         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5865
5866         /* remove zone id */
5867         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5868
5869         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5870
5871                 mask = pageflag_names[i].mask;
5872                 if ((flags & mask) != mask)
5873                         continue;
5874
5875                 flags &= ~mask;
5876                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5877                 delim = "|";
5878         }
5879
5880         /* check for left over flags */
5881         if (flags)
5882                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5883
5884         printk(")\n");
5885 }
5886
5887 void dump_page(struct page *page)
5888 {
5889         printk(KERN_ALERT
5890                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5891                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5892                 page->mapping, page->index);
5893         dump_page_flags(page->flags);
5894         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5895 }