88b9962c99b3fa282211c1048ab5f588e9ff12c4
[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/compaction.h>
55 #include <trace/events/kmem.h>
56 #include <linux/ftrace_event.h>
57 #include <linux/memcontrol.h>
58 #include <linux/prefetch.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/page-debug-flags.h>
61 #include <linux/sched/rt.h>
62
63 #include <asm/tlbflush.h>
64 #include <asm/div64.h>
65 #include "internal.h"
66
67 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
68 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
69 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
70 #endif
71
72 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
73 /*
74  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
75  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
76  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
77  * defined in <linux/topology.h>.
78  */
79 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
80 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
81 #endif
82
83 /*
84  * Array of node states.
85  */
86 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
87         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
88         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifndef CONFIG_NUMA
90         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
92         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif
94 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
95         [N_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
96 #endif
97         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
98 #endif  /* NUMA */
99 };
100 EXPORT_SYMBOL(node_states);
101
102 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
103 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
104 /*
105  * When calculating the number of globally allowed dirty pages, there
106  * is a certain number of per-zone reserves that should not be
107  * considered dirtyable memory.  This is the sum of those reserves
108  * over all existing zones that contribute dirtyable memory.
109  */
110 unsigned long dirty_balance_reserve __read_mostly;
111
112 int percpu_pagelist_fraction;
113 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
114
115 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
116 /*
117  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
118  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
119  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
120  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
121  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
122  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
123  */
124
125 static gfp_t saved_gfp_mask;
126
127 void pm_restore_gfp_mask(void)
128 {
129         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
130         if (saved_gfp_mask) {
131                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
132                 saved_gfp_mask = 0;
133         }
134 }
135
136 void pm_restrict_gfp_mask(void)
137 {
138         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
139         WARN_ON(saved_gfp_mask);
140         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
141         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
142 }
143
144 bool pm_suspended_storage(void)
145 {
146         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
147                 return false;
148         return true;
149 }
150 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
151
152 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
153 int pageblock_order __read_mostly;
154 #endif
155
156 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
157
158 /*
159  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
160  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
161  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
162  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
163  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
164  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
165  *
166  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
167  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
168  */
169 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
170 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
171          256,
172 #endif
173 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
174          256,
175 #endif
176 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
177          32,
178 #endif
179          32,
180 };
181
182 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
183
184 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
185 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
186          "DMA",
187 #endif
188 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
189          "DMA32",
190 #endif
191          "Normal",
192 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
193          "HighMem",
194 #endif
195          "Movable",
196 };
197
198 int min_free_kbytes = 1024;
199
200 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
201 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
202 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
203
204 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
205 /* Movable memory ranges, will also be used by memblock subsystem. */
206 struct movablemem_map movablemem_map;
207
208 static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
209 static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
210 static unsigned long __initdata required_kernelcore;
211 static unsigned long __initdata required_movablecore;
212 static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
213 static unsigned long __meminitdata zone_movable_limit[MAX_NUMNODES];
214
215 /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
216 int movable_zone;
217 EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
218 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
219
220 #if MAX_NUMNODES > 1
221 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
222 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
223 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
224 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
225 #endif
226
227 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
228
229 void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
230 {
231
232         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
233                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
234
235         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
236                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
237 }
238
239 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
240
241 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
242 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
243 {
244         int ret = 0;
245         unsigned seq;
246         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
247
248         do {
249                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
250                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
251                         ret = 1;
252                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
253                         ret = 1;
254         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
255
256         return ret;
257 }
258
259 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
260 {
261         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
262                 return 0;
263         if (zone != page_zone(page))
264                 return 0;
265
266         return 1;
267 }
268 /*
269  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
270  */
271 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
272 {
273         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
274                 return 1;
275         if (!page_is_consistent(zone, page))
276                 return 1;
277
278         return 0;
279 }
280 #else
281 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
282 {
283         return 0;
284 }
285 #endif
286
287 static void bad_page(struct page *page)
288 {
289         static unsigned long resume;
290         static unsigned long nr_shown;
291         static unsigned long nr_unshown;
292
293         /* Don't complain about poisoned pages */
294         if (PageHWPoison(page)) {
295                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
296                 return;
297         }
298
299         /*
300          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
301          * or allow a steady drip of one report per second.
302          */
303         if (nr_shown == 60) {
304                 if (time_before(jiffies, resume)) {
305                         nr_unshown++;
306                         goto out;
307                 }
308                 if (nr_unshown) {
309                         printk(KERN_ALERT
310                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
311                                 nr_unshown);
312                         nr_unshown = 0;
313                 }
314                 nr_shown = 0;
315         }
316         if (nr_shown++ == 0)
317                 resume = jiffies + 60 * HZ;
318
319         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
320                 current->comm, page_to_pfn(page));
321         dump_page(page);
322
323         print_modules();
324         dump_stack();
325 out:
326         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
327         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
328         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
329 }
330
331 /*
332  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
333  *
334  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
335  *
336  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
337  *
338  * All pages have PG_compound set.  All tail pages have their ->first_page
339  * pointing at the head page.
340  *
341  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
342  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
343  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
344  */
345
346 static void free_compound_page(struct page *page)
347 {
348         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
349 }
350
351 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
352 {
353         int i;
354         int nr_pages = 1 << order;
355
356         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
357         set_compound_order(page, order);
358         __SetPageHead(page);
359         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
360                 struct page *p = page + i;
361                 __SetPageTail(p);
362                 set_page_count(p, 0);
363                 p->first_page = page;
364         }
365 }
366
367 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
368 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
369 {
370         int i;
371         int nr_pages = 1 << order;
372         int bad = 0;
373
374         if (unlikely(compound_order(page) != order)) {
375                 bad_page(page);
376                 bad++;
377         }
378
379         __ClearPageHead(page);
380
381         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
382                 struct page *p = page + i;
383
384                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
385                         bad_page(page);
386                         bad++;
387                 }
388                 __ClearPageTail(p);
389         }
390
391         return bad;
392 }
393
394 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
395 {
396         int i;
397
398         /*
399          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
400          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
401          */
402         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
403         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
404                 clear_highpage(page + i);
405 }
406
407 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
408 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
409
410 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
411 {
412         unsigned long res;
413
414         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
415                 printk(KERN_ERR "Bad debug_guardpage_minorder value\n");
416                 return 0;
417         }
418         _debug_guardpage_minorder = res;
419         printk(KERN_INFO "Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
420         return 0;
421 }
422 __setup("debug_guardpage_minorder=", debug_guardpage_minorder_setup);
423
424 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page)
425 {
426         __set_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
427 }
428
429 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page)
430 {
431         __clear_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
432 }
433 #else
434 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page) { }
435 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page) { }
436 #endif
437
438 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
439 {
440         set_page_private(page, order);
441         __SetPageBuddy(page);
442 }
443
444 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
445 {
446         __ClearPageBuddy(page);
447         set_page_private(page, 0);
448 }
449
450 /*
451  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
452  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
453  *
454  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
455  * the following equation:
456  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
457  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
458  * 1 buddy is #10:
459  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
460  *
461  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
462  * satisfies the following equation:
463  *     P = B & ~(1 << O)
464  *
465  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
466  */
467 static inline unsigned long
468 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
469 {
470         return page_idx ^ (1 << order);
471 }
472
473 /*
474  * This function checks whether a page is free && is the buddy
475  * we can do coalesce a page and its buddy if
476  * (a) the buddy is not in a hole &&
477  * (b) the buddy is in the buddy system &&
478  * (c) a page and its buddy have the same order &&
479  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
480  *
481  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
482  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
483  *
484  * For recording page's order, we use page_private(page).
485  */
486 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
487                                                                 int order)
488 {
489         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
490                 return 0;
491
492         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
493                 return 0;
494
495         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
496                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
497                 return 1;
498         }
499
500         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
501                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
502                 return 1;
503         }
504         return 0;
505 }
506
507 /*
508  * Freeing function for a buddy system allocator.
509  *
510  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
511  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
512  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
513  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
514  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
515  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
516  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
517  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
518  * parts of the VM system.
519  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
520  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
521  * order is recorded in page_private(page) field.
522  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
523  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
524  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
525  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
526  * triggers coalescing into a block of larger size.
527  *
528  * -- nyc
529  */
530
531 static inline void __free_one_page(struct page *page,
532                 struct zone *zone, unsigned int order,
533                 int migratetype)
534 {
535         unsigned long page_idx;
536         unsigned long combined_idx;
537         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
538         struct page *buddy;
539
540         if (unlikely(PageCompound(page)))
541                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
542                         return;
543
544         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
545
546         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
547
548         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
549         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
550
551         while (order < MAX_ORDER-1) {
552                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
553                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
554                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
555                         break;
556                 /*
557                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
558                  * merge with it and move up one order.
559                  */
560                 if (page_is_guard(buddy)) {
561                         clear_page_guard_flag(buddy);
562                         set_page_private(page, 0);
563                         __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order,
564                                                   migratetype);
565                 } else {
566                         list_del(&buddy->lru);
567                         zone->free_area[order].nr_free--;
568                         rmv_page_order(buddy);
569                 }
570                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
571                 page = page + (combined_idx - page_idx);
572                 page_idx = combined_idx;
573                 order++;
574         }
575         set_page_order(page, order);
576
577         /*
578          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
579          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
580          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
581          * that is happening, add the free page to the tail of the list
582          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
583          * as a higher order page
584          */
585         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
586                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
587                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
588                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
589                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
590                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
591                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
592                         list_add_tail(&page->lru,
593                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
594                         goto out;
595                 }
596         }
597
598         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
599 out:
600         zone->free_area[order].nr_free++;
601 }
602
603 static inline int free_pages_check(struct page *page)
604 {
605         if (unlikely(page_mapcount(page) |
606                 (page->mapping != NULL)  |
607                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
608                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
609                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
610                 bad_page(page);
611                 return 1;
612         }
613         reset_page_last_nid(page);
614         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
615                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
616         return 0;
617 }
618
619 /*
620  * Frees a number of pages from the PCP lists
621  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
622  * count is the number of pages to free.
623  *
624  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
625  * see if this freeing clears that state.
626  *
627  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
628  * pinned" detection logic.
629  */
630 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
631                                         struct per_cpu_pages *pcp)
632 {
633         int migratetype = 0;
634         int batch_free = 0;
635         int to_free = count;
636
637         spin_lock(&zone->lock);
638         zone->all_unreclaimable = 0;
639         zone->pages_scanned = 0;
640
641         while (to_free) {
642                 struct page *page;
643                 struct list_head *list;
644
645                 /*
646                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
647                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
648                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
649                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
650                  * lists
651                  */
652                 do {
653                         batch_free++;
654                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
655                                 migratetype = 0;
656                         list = &pcp->lists[migratetype];
657                 } while (list_empty(list));
658
659                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
660                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
661                         batch_free = to_free;
662
663                 do {
664                         int mt; /* migratetype of the to-be-freed page */
665
666                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
667                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
668                         list_del(&page->lru);
669                         mt = get_freepage_migratetype(page);
670                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
671                         __free_one_page(page, zone, 0, mt);
672                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
673                         if (likely(get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)) {
674                                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1);
675                                 if (is_migrate_cma(mt))
676                                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES, 1);
677                         }
678                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
679         }
680         spin_unlock(&zone->lock);
681 }
682
683 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
684                                 int migratetype)
685 {
686         spin_lock(&zone->lock);
687         zone->all_unreclaimable = 0;
688         zone->pages_scanned = 0;
689
690         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
691         if (unlikely(migratetype != MIGRATE_ISOLATE))
692                 __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
693         spin_unlock(&zone->lock);
694 }
695
696 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
697 {
698         int i;
699         int bad = 0;
700
701         trace_mm_page_free(page, order);
702         kmemcheck_free_shadow(page, order);
703
704         if (PageAnon(page))
705                 page->mapping = NULL;
706         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
707                 bad += free_pages_check(page + i);
708         if (bad)
709                 return false;
710
711         if (!PageHighMem(page)) {
712                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
713                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
714                                            PAGE_SIZE << order);
715         }
716         arch_free_page(page, order);
717         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
718
719         return true;
720 }
721
722 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
723 {
724         unsigned long flags;
725         int migratetype;
726
727         if (!free_pages_prepare(page, order))
728                 return;
729
730         local_irq_save(flags);
731         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
732         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
733         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
734         free_one_page(page_zone(page), page, order, migratetype);
735         local_irq_restore(flags);
736 }
737
738 /*
739  * Read access to zone->managed_pages is safe because it's unsigned long,
740  * but we still need to serialize writers. Currently all callers of
741  * __free_pages_bootmem() except put_page_bootmem() should only be used
742  * at boot time. So for shorter boot time, we shift the burden to
743  * put_page_bootmem() to serialize writers.
744  */
745 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
746 {
747         unsigned int nr_pages = 1 << order;
748         unsigned int loop;
749
750         prefetchw(page);
751         for (loop = 0; loop < nr_pages; loop++) {
752                 struct page *p = &page[loop];
753
754                 if (loop + 1 < nr_pages)
755                         prefetchw(p + 1);
756                 __ClearPageReserved(p);
757                 set_page_count(p, 0);
758         }
759
760         page_zone(page)->managed_pages += 1 << order;
761         set_page_refcounted(page);
762         __free_pages(page, order);
763 }
764
765 #ifdef CONFIG_CMA
766 /* Free whole pageblock and set it's migration type to MIGRATE_CMA. */
767 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
768 {
769         unsigned i = pageblock_nr_pages;
770         struct page *p = page;
771
772         do {
773                 __ClearPageReserved(p);
774                 set_page_count(p, 0);
775         } while (++p, --i);
776
777         set_page_refcounted(page);
778         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
779         __free_pages(page, pageblock_order);
780         totalram_pages += pageblock_nr_pages;
781 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
782         if (PageHighMem(page))
783                 totalhigh_pages += pageblock_nr_pages;
784 #endif
785 }
786 #endif
787
788 /*
789  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
790  * Please do not alter this order without good reasons and regression
791  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
792  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
793  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
794  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
795  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
796  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
797  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
798  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
799  *
800  * -- nyc
801  */
802 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
803         int low, int high, struct free_area *area,
804         int migratetype)
805 {
806         unsigned long size = 1 << high;
807
808         while (high > low) {
809                 area--;
810                 high--;
811                 size >>= 1;
812                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
813
814 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
815                 if (high < debug_guardpage_minorder()) {
816                         /*
817                          * Mark as guard pages (or page), that will allow to
818                          * merge back to allocator when buddy will be freed.
819                          * Corresponding page table entries will not be touched,
820                          * pages will stay not present in virtual address space
821                          */
822                         INIT_LIST_HEAD(&page[size].lru);
823                         set_page_guard_flag(&page[size]);
824                         set_page_private(&page[size], high);
825                         /* Guard pages are not available for any usage */
826                         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << high),
827                                                   migratetype);
828                         continue;
829                 }
830 #endif
831                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
832                 area->nr_free++;
833                 set_page_order(&page[size], high);
834         }
835 }
836
837 /*
838  * This page is about to be returned from the page allocator
839  */
840 static inline int check_new_page(struct page *page)
841 {
842         if (unlikely(page_mapcount(page) |
843                 (page->mapping != NULL)  |
844                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
845                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
846                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
847                 bad_page(page);
848                 return 1;
849         }
850         return 0;
851 }
852
853 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
854 {
855         int i;
856
857         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
858                 struct page *p = page + i;
859                 if (unlikely(check_new_page(p)))
860                         return 1;
861         }
862
863         set_page_private(page, 0);
864         set_page_refcounted(page);
865
866         arch_alloc_page(page, order);
867         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
868
869         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
870                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
871
872         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
873                 prep_compound_page(page, order);
874
875         return 0;
876 }
877
878 /*
879  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
880  * the smallest available page from the freelists
881  */
882 static inline
883 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
884                                                 int migratetype)
885 {
886         unsigned int current_order;
887         struct free_area * area;
888         struct page *page;
889
890         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
891         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
892                 area = &(zone->free_area[current_order]);
893                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
894                         continue;
895
896                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
897                                                         struct page, lru);
898                 list_del(&page->lru);
899                 rmv_page_order(page);
900                 area->nr_free--;
901                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
902                 return page;
903         }
904
905         return NULL;
906 }
907
908
909 /*
910  * This array describes the order lists are fallen back to when
911  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
912  */
913 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
914         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
915         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
916 #ifdef CONFIG_CMA
917         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_CMA,         MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
918         [MIGRATE_CMA]         = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
919 #else
920         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
921 #endif
922         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
923         [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
924 };
925
926 /*
927  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
928  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
929  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
930  */
931 int move_freepages(struct zone *zone,
932                           struct page *start_page, struct page *end_page,
933                           int migratetype)
934 {
935         struct page *page;
936         unsigned long order;
937         int pages_moved = 0;
938
939 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
940         /*
941          * page_zone is not safe to call in this context when
942          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
943          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
944          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
945          * grouping pages by mobility
946          */
947         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
948 #endif
949
950         for (page = start_page; page <= end_page;) {
951                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
952                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
953
954                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
955                         page++;
956                         continue;
957                 }
958
959                 if (!PageBuddy(page)) {
960                         page++;
961                         continue;
962                 }
963
964                 order = page_order(page);
965                 list_move(&page->lru,
966                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
967                 set_freepage_migratetype(page, migratetype);
968                 page += 1 << order;
969                 pages_moved += 1 << order;
970         }
971
972         return pages_moved;
973 }
974
975 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
976                                 int migratetype)
977 {
978         unsigned long start_pfn, end_pfn;
979         struct page *start_page, *end_page;
980
981         start_pfn = page_to_pfn(page);
982         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
983         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
984         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
985         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
986
987         /* Do not cross zone boundaries */
988         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
989                 start_page = page;
990         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
991                 return 0;
992
993         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
994 }
995
996 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
997                                         int start_order, int migratetype)
998 {
999         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
1000
1001         while (nr_pageblocks--) {
1002                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
1003                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
1004         }
1005 }
1006
1007 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
1008 static inline struct page *
1009 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
1010 {
1011         struct free_area * area;
1012         int current_order;
1013         struct page *page;
1014         int migratetype, i;
1015
1016         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
1017         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
1018                                                 --current_order) {
1019                 for (i = 0;; i++) {
1020                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
1021
1022                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
1023                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
1024                                 break;
1025
1026                         area = &(zone->free_area[current_order]);
1027                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
1028                                 continue;
1029
1030                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
1031                                         struct page, lru);
1032                         area->nr_free--;
1033
1034                         /*
1035                          * If breaking a large block of pages, move all free
1036                          * pages to the preferred allocation list. If falling
1037                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
1038                          * aggressive about taking ownership of free pages
1039                          *
1040                          * On the other hand, never change migration
1041                          * type of MIGRATE_CMA pageblocks nor move CMA
1042                          * pages on different free lists. We don't
1043                          * want unmovable pages to be allocated from
1044                          * MIGRATE_CMA areas.
1045                          */
1046                         if (!is_migrate_cma(migratetype) &&
1047                             (unlikely(current_order >= pageblock_order / 2) ||
1048                              start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
1049                              page_group_by_mobility_disabled)) {
1050                                 int pages;
1051                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
1052                                                                 start_migratetype);
1053
1054                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
1055                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
1056                                                 page_group_by_mobility_disabled)
1057                                         set_pageblock_migratetype(page,
1058                                                                 start_migratetype);
1059
1060                                 migratetype = start_migratetype;
1061                         }
1062
1063                         /* Remove the page from the freelists */
1064                         list_del(&page->lru);
1065                         rmv_page_order(page);
1066
1067                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
1068                         if (current_order >= pageblock_order &&
1069                             !is_migrate_cma(migratetype))
1070                                 change_pageblock_range(page, current_order,
1071                                                         start_migratetype);
1072
1073                         expand(zone, page, order, current_order, area,
1074                                is_migrate_cma(migratetype)
1075                              ? migratetype : start_migratetype);
1076
1077                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
1078                                 start_migratetype, migratetype);
1079
1080                         return page;
1081                 }
1082         }
1083
1084         return NULL;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1089  * Call me with the zone->lock already held.
1090  */
1091 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1092                                                 int migratetype)
1093 {
1094         struct page *page;
1095
1096 retry_reserve:
1097         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1098
1099         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1100                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1101
1102                 /*
1103                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1104                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1105                  * and we want just one call site
1106                  */
1107                 if (!page) {
1108                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1109                         goto retry_reserve;
1110                 }
1111         }
1112
1113         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1114         return page;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1119  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1120  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1121  */
1122 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
1123                         unsigned long count, struct list_head *list,
1124                         int migratetype, int cold)
1125 {
1126         int mt = migratetype, i;
1127
1128         spin_lock(&zone->lock);
1129         for (i = 0; i < count; ++i) {
1130                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1131                 if (unlikely(page == NULL))
1132                         break;
1133
1134                 /*
1135                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1136                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1137                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1138                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1139                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1140                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1141                  * properly.
1142                  */
1143                 if (likely(cold == 0))
1144                         list_add(&page->lru, list);
1145                 else
1146                         list_add_tail(&page->lru, list);
1147                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
1148                         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1149                         if (!is_migrate_cma(mt) && mt != MIGRATE_ISOLATE)
1150                                 mt = migratetype;
1151                 }
1152                 set_freepage_migratetype(page, mt);
1153                 list = &page->lru;
1154                 if (is_migrate_cma(mt))
1155                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
1156                                               -(1 << order));
1157         }
1158         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1159         spin_unlock(&zone->lock);
1160         return i;
1161 }
1162
1163 #ifdef CONFIG_NUMA
1164 /*
1165  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1166  * currently executing processor on remote nodes after they have
1167  * expired.
1168  *
1169  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1170  * a single processor.
1171  */
1172 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1173 {
1174         unsigned long flags;
1175         int to_drain;
1176
1177         local_irq_save(flags);
1178         if (pcp->count >= pcp->batch)
1179                 to_drain = pcp->batch;
1180         else
1181                 to_drain = pcp->count;
1182         if (to_drain > 0) {
1183                 free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1184                 pcp->count -= to_drain;
1185         }
1186         local_irq_restore(flags);
1187 }
1188 #endif
1189
1190 /*
1191  * Drain pages of the indicated processor.
1192  *
1193  * The processor must either be the current processor and the
1194  * thread pinned to the current processor or a processor that
1195  * is not online.
1196  */
1197 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1198 {
1199         unsigned long flags;
1200         struct zone *zone;
1201
1202         for_each_populated_zone(zone) {
1203                 struct per_cpu_pageset *pset;
1204                 struct per_cpu_pages *pcp;
1205
1206                 local_irq_save(flags);
1207                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1208
1209                 pcp = &pset->pcp;
1210                 if (pcp->count) {
1211                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1212                         pcp->count = 0;
1213                 }
1214                 local_irq_restore(flags);
1215         }
1216 }
1217
1218 /*
1219  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1220  */
1221 void drain_local_pages(void *arg)
1222 {
1223         drain_pages(smp_processor_id());
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
1228  *
1229  * Note that this code is protected against sending an IPI to an offline
1230  * CPU but does not guarantee sending an IPI to newly hotplugged CPUs:
1231  * on_each_cpu_mask() blocks hotplug and won't talk to offlined CPUs but
1232  * nothing keeps CPUs from showing up after we populated the cpumask and
1233  * before the call to on_each_cpu_mask().
1234  */
1235 void drain_all_pages(void)
1236 {
1237         int cpu;
1238         struct per_cpu_pageset *pcp;
1239         struct zone *zone;
1240
1241         /*
1242          * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
1243          * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
1244          */
1245         static cpumask_t cpus_with_pcps;
1246
1247         /*
1248          * We don't care about racing with CPU hotplug event
1249          * as offline notification will cause the notified
1250          * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
1251          * disables preemption as part of its processing
1252          */
1253         for_each_online_cpu(cpu) {
1254                 bool has_pcps = false;
1255                 for_each_populated_zone(zone) {
1256                         pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1257                         if (pcp->pcp.count) {
1258                                 has_pcps = true;
1259                                 break;
1260                         }
1261                 }
1262                 if (has_pcps)
1263                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1264                 else
1265                         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1266         }
1267         on_each_cpu_mask(&cpus_with_pcps, drain_local_pages, NULL, 1);
1268 }
1269
1270 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1271
1272 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1273 {
1274         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1275         unsigned long flags;
1276         int order, t;
1277         struct list_head *curr;
1278
1279         if (!zone->spanned_pages)
1280                 return;
1281
1282         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1283
1284         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1285         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1286                 if (pfn_valid(pfn)) {
1287                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1288
1289                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1290                                 swsusp_unset_page_free(page);
1291                 }
1292
1293         for_each_migratetype_order(order, t) {
1294                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1295                         unsigned long i;
1296
1297                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1298                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1299                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1300                 }
1301         }
1302         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1303 }
1304 #endif /* CONFIG_PM */
1305
1306 /*
1307  * Free a 0-order page
1308  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1309  */
1310 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1311 {
1312         struct zone *zone = page_zone(page);
1313         struct per_cpu_pages *pcp;
1314         unsigned long flags;
1315         int migratetype;
1316
1317         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1318                 return;
1319
1320         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1321         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1322         local_irq_save(flags);
1323         __count_vm_event(PGFREE);
1324
1325         /*
1326          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1327          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1328          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1329          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1330          * excessively into the page allocator
1331          */
1332         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1333                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1334                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1335                         goto out;
1336                 }
1337                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1338         }
1339
1340         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1341         if (cold)
1342                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1343         else
1344                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1345         pcp->count++;
1346         if (pcp->count >= pcp->high) {
1347                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1348                 pcp->count -= pcp->batch;
1349         }
1350
1351 out:
1352         local_irq_restore(flags);
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Free a list of 0-order pages
1357  */
1358 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, int cold)
1359 {
1360         struct page *page, *next;
1361
1362         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1363                 trace_mm_page_free_batched(page, cold);
1364                 free_hot_cold_page(page, cold);
1365         }
1366 }
1367
1368 /*
1369  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1370  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1371  * Each sub-page must be freed individually.
1372  *
1373  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1374  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1375  */
1376 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1377 {
1378         int i;
1379
1380         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1381         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1382
1383 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1384         /*
1385          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1386          * otherwise free the whole shadow.
1387          */
1388         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1389                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1390 #endif
1391
1392         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1393                 set_page_refcounted(page + i);
1394 }
1395
1396 static int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
1397 {
1398         unsigned long watermark;
1399         struct zone *zone;
1400         int mt;
1401
1402         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1403
1404         zone = page_zone(page);
1405         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1406
1407         if (mt != MIGRATE_ISOLATE) {
1408                 /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1409                 watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1410                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1411                         return 0;
1412
1413                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
1414         }
1415
1416         /* Remove page from free list */
1417         list_del(&page->lru);
1418         zone->free_area[order].nr_free--;
1419         rmv_page_order(page);
1420
1421         /* Set the pageblock if the isolated page is at least a pageblock */
1422         if (order >= pageblock_order - 1) {
1423                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1424                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
1425                         int mt = get_pageblock_migratetype(page);
1426                         if (mt != MIGRATE_ISOLATE && !is_migrate_cma(mt))
1427                                 set_pageblock_migratetype(page,
1428                                                           MIGRATE_MOVABLE);
1429                 }
1430         }
1431
1432         return 1UL << order;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1437  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1438  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1439  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1440  * are enabled.
1441  *
1442  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1443  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1444  */
1445 int split_free_page(struct page *page)
1446 {
1447         unsigned int order;
1448         int nr_pages;
1449
1450         order = page_order(page);
1451
1452         nr_pages = __isolate_free_page(page, order);
1453         if (!nr_pages)
1454                 return 0;
1455
1456         /* Split into individual pages */
1457         set_page_refcounted(page);
1458         split_page(page, order);
1459         return nr_pages;
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1464  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1465  * or two.
1466  */
1467 static inline
1468 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1469                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1470                         int migratetype)
1471 {
1472         unsigned long flags;
1473         struct page *page;
1474         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1475
1476 again:
1477         if (likely(order == 0)) {
1478                 struct per_cpu_pages *pcp;
1479                 struct list_head *list;
1480
1481                 local_irq_save(flags);
1482                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1483                 list = &pcp->lists[migratetype];
1484                 if (list_empty(list)) {
1485                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1486                                         pcp->batch, list,
1487                                         migratetype, cold);
1488                         if (unlikely(list_empty(list)))
1489                                 goto failed;
1490                 }
1491
1492                 if (cold)
1493                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1494                 else
1495                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1496
1497                 list_del(&page->lru);
1498                 pcp->count--;
1499         } else {
1500                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1501                         /*
1502                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1503                          *
1504                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1505                          * properly detect and handle allocation failures.
1506                          *
1507                          * We most definitely don't want callers attempting to
1508                          * allocate greater than order-1 page units with
1509                          * __GFP_NOFAIL.
1510                          */
1511                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1512                 }
1513                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1514                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1515                 spin_unlock(&zone->lock);
1516                 if (!page)
1517                         goto failed;
1518                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
1519                                           get_pageblock_migratetype(page));
1520         }
1521
1522         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1523         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1524         local_irq_restore(flags);
1525
1526         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1527         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1528                 goto again;
1529         return page;
1530
1531 failed:
1532         local_irq_restore(flags);
1533         return NULL;
1534 }
1535
1536 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1537
1538 static struct {
1539         struct fault_attr attr;
1540
1541         u32 ignore_gfp_highmem;
1542         u32 ignore_gfp_wait;
1543         u32 min_order;
1544 } fail_page_alloc = {
1545         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1546         .ignore_gfp_wait = 1,
1547         .ignore_gfp_highmem = 1,
1548         .min_order = 1,
1549 };
1550
1551 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1552 {
1553         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1554 }
1555 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1556
1557 static bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1558 {
1559         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1560                 return false;
1561         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1562                 return false;
1563         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1564                 return false;
1565         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1566                 return false;
1567
1568         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1569 }
1570
1571 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1572
1573 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1574 {
1575         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1576         struct dentry *dir;
1577
1578         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1579                                         &fail_page_alloc.attr);
1580         if (IS_ERR(dir))
1581                 return PTR_ERR(dir);
1582
1583         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1584                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1585                 goto fail;
1586         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1587                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1588                 goto fail;
1589         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1590                                 &fail_page_alloc.min_order))
1591                 goto fail;
1592
1593         return 0;
1594 fail:
1595         debugfs_remove_recursive(dir);
1596
1597         return -ENOMEM;
1598 }
1599
1600 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1601
1602 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1603
1604 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1605
1606 static inline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1607 {
1608         return false;
1609 }
1610
1611 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1612
1613 /*
1614  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1615  * of the allocation.
1616  */
1617 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1618                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1619 {
1620         /* free_pages my go negative - that's OK */
1621         long min = mark;
1622         long lowmem_reserve = z->lowmem_reserve[classzone_idx];
1623         int o;
1624
1625         free_pages -= (1 << order) - 1;
1626         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1627                 min -= min / 2;
1628         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1629                 min -= min / 4;
1630 #ifdef CONFIG_CMA
1631         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
1632         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
1633                 free_pages -= zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
1634 #endif
1635         if (free_pages <= min + lowmem_reserve)
1636                 return false;
1637         for (o = 0; o < order; o++) {
1638                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1639                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1640
1641                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1642                 min >>= 1;
1643
1644                 if (free_pages <= min)
1645                         return false;
1646         }
1647         return true;
1648 }
1649
1650 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1651                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1652 {
1653         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1654                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1655 }
1656
1657 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1658                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1659 {
1660         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1661
1662         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1663                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1664
1665         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1666                                                                 free_pages);
1667 }
1668
1669 #ifdef CONFIG_NUMA
1670 /*
1671  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1672  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1673  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1674  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1675  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1676  *
1677  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1678  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1679  * tasks mems_allowed, or node_states[N_MEMORY].)
1680  *
1681  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1682  * nothing and returns NULL.
1683  *
1684  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1685  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1686  *
1687  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1688  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1689  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1690  * quickly as we can.
1691  */
1692 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1693 {
1694         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1695         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1696
1697         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1698         if (!zlc)
1699                 return NULL;
1700
1701         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1702                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1703                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1704         }
1705
1706         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1707                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1708                                         &node_states[N_MEMORY];
1709         return allowednodes;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1714  * if it is worth looking at further for free memory:
1715  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1716  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1717  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1718  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1719  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1720  * else return false (zero) if it is not.
1721  *
1722  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1723  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1724  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1725  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1726  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1727  * into the second scan of the zonelist.
1728  *
1729  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1730  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1731  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1732  * unturned looking for a free page.
1733  */
1734 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1735                                                 nodemask_t *allowednodes)
1736 {
1737         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1738         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1739         int n;                          /* node that zone *z is on */
1740
1741         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1742         if (!zlc)
1743                 return 1;
1744
1745         i = z - zonelist->_zonerefs;
1746         n = zlc->z_to_n[i];
1747
1748         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1749         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1754  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1755  * from that zone don't waste time re-examining it.
1756  */
1757 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1758 {
1759         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1760         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1761
1762         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1763         if (!zlc)
1764                 return;
1765
1766         i = z - zonelist->_zonerefs;
1767
1768         set_bit(i, zlc->fullzones);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1773  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1774  */
1775 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1776 {
1777         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1778
1779         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1780         if (!zlc)
1781                 return;
1782
1783         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1784 }
1785
1786 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1787 {
1788         return node_isset(local_zone->node, zone->zone_pgdat->reclaim_nodes);
1789 }
1790
1791 static void __paginginit init_zone_allows_reclaim(int nid)
1792 {
1793         int i;
1794
1795         for_each_online_node(i)
1796                 if (node_distance(nid, i) <= RECLAIM_DISTANCE)
1797                         node_set(i, NODE_DATA(nid)->reclaim_nodes);
1798                 else
1799                         zone_reclaim_mode = 1;
1800 }
1801
1802 #else   /* CONFIG_NUMA */
1803
1804 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1805 {
1806         return NULL;
1807 }
1808
1809 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1810                                 nodemask_t *allowednodes)
1811 {
1812         return 1;
1813 }
1814
1815 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1816 {
1817 }
1818
1819 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1820 {
1821 }
1822
1823 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1824 {
1825         return true;
1826 }
1827
1828 static inline void init_zone_allows_reclaim(int nid)
1829 {
1830 }
1831 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1832
1833 /*
1834  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1835  * a page.
1836  */
1837 static struct page *
1838 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1839                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1840                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1841 {
1842         struct zoneref *z;
1843         struct page *page = NULL;
1844         int classzone_idx;
1845         struct zone *zone;
1846         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1847         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1848         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1849
1850         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1851 zonelist_scan:
1852         /*
1853          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1854          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1855          */
1856         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1857                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1858                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1859                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1860                                 continue;
1861                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1862                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1863                                 continue;
1864                 /*
1865                  * When allocating a page cache page for writing, we
1866                  * want to get it from a zone that is within its dirty
1867                  * limit, such that no single zone holds more than its
1868                  * proportional share of globally allowed dirty pages.
1869                  * The dirty limits take into account the zone's
1870                  * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
1871                  * should be able to balance it without having to
1872                  * write pages from its LRU list.
1873                  *
1874                  * This may look like it could increase pressure on
1875                  * lower zones by failing allocations in higher zones
1876                  * before they are full.  But the pages that do spill
1877                  * over are limited as the lower zones are protected
1878                  * by this very same mechanism.  It should not become
1879                  * a practical burden to them.
1880                  *
1881                  * XXX: For now, allow allocations to potentially
1882                  * exceed the per-zone dirty limit in the slowpath
1883                  * (ALLOC_WMARK_LOW unset) before going into reclaim,
1884                  * which is important when on a NUMA setup the allowed
1885                  * zones are together not big enough to reach the
1886                  * global limit.  The proper fix for these situations
1887                  * will require awareness of zones in the
1888                  * dirty-throttling and the flusher threads.
1889                  */
1890                 if ((alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW) &&
1891                     (gfp_mask & __GFP_WRITE) && !zone_dirty_ok(zone))
1892                         goto this_zone_full;
1893
1894                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1895                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1896                         unsigned long mark;
1897                         int ret;
1898
1899                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1900                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1901                                     classzone_idx, alloc_flags))
1902                                 goto try_this_zone;
1903
1904                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
1905                                         !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1906                                 /*
1907                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1908                                  * and before considering the first zone allowed
1909                                  * by the cpuset.
1910                                  */
1911                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1912                                 zlc_active = 1;
1913                                 did_zlc_setup = 1;
1914                         }
1915
1916                         if (zone_reclaim_mode == 0 ||
1917                             !zone_allows_reclaim(preferred_zone, zone))
1918                                 goto this_zone_full;
1919
1920                         /*
1921                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1922                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1923                          */
1924                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1925                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1926                                 continue;
1927
1928                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1929                         switch (ret) {
1930                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1931                                 /* did not scan */
1932                                 continue;
1933                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1934                                 /* scanned but unreclaimable */
1935                                 continue;
1936                         default:
1937                                 /* did we reclaim enough */
1938                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1939                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1940                                         goto this_zone_full;
1941                         }
1942                 }
1943
1944 try_this_zone:
1945                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1946                                                 gfp_mask, migratetype);
1947                 if (page)
1948                         break;
1949 this_zone_full:
1950                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
1951                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1952         }
1953
1954         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && page == NULL && zlc_active)) {
1955                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1956                 zlc_active = 0;
1957                 goto zonelist_scan;
1958         }
1959
1960         if (page)
1961                 /*
1962                  * page->pfmemalloc is set when ALLOC_NO_WATERMARKS was
1963                  * necessary to allocate the page. The expectation is
1964                  * that the caller is taking steps that will free more
1965                  * memory. The caller should avoid the page being used
1966                  * for !PFMEMALLOC purposes.
1967                  */
1968                 page->pfmemalloc = !!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS);
1969
1970         return page;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1975  * meminfo in irq context.
1976  */
1977 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1978 {
1979         bool ret = false;
1980
1981 #if NODES_SHIFT > 8
1982         ret = in_interrupt();
1983 #endif
1984         return ret;
1985 }
1986
1987 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1988                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1989                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1990
1991 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1992 {
1993         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1994
1995         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs) ||
1996             debug_guardpage_minorder() > 0)
1997                 return;
1998
1999         /*
2000          * This documents exceptions given to allocations in certain
2001          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
2002          * of allowed nodes.
2003          */
2004         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2005                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2006                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
2007                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2008         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2009                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2010
2011         if (fmt) {
2012                 struct va_format vaf;
2013                 va_list args;
2014
2015                 va_start(args, fmt);
2016
2017                 vaf.fmt = fmt;
2018                 vaf.va = &args;
2019
2020                 pr_warn("%pV", &vaf);
2021
2022                 va_end(args);
2023         }
2024
2025         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
2026                 current->comm, order, gfp_mask);
2027
2028         dump_stack();
2029         if (!should_suppress_show_mem())
2030                 show_mem(filter);
2031 }
2032
2033 static inline int
2034 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2035                                 unsigned long did_some_progress,
2036                                 unsigned long pages_reclaimed)
2037 {
2038         /* Do not loop if specifically requested */
2039         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2040                 return 0;
2041
2042         /* Always retry if specifically requested */
2043         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2044                 return 1;
2045
2046         /*
2047          * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can prevent reclaim
2048          * making forward progress without invoking OOM. Suspend also disables
2049          * storage devices so kswapd will not help. Bail if we are suspending.
2050          */
2051         if (!did_some_progress && pm_suspended_storage())
2052                 return 0;
2053
2054         /*
2055          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
2056          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
2057          * implementations.
2058          */
2059         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2060                 return 1;
2061
2062         /*
2063          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
2064          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
2065          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
2066          * large as the allocation's order. In both cases, if the
2067          * allocation still fails, we stop retrying.
2068          */
2069         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
2070                 return 1;
2071
2072         return 0;
2073 }
2074
2075 static inline struct page *
2076 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2077         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2078         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2079         int migratetype)
2080 {
2081         struct page *page;
2082
2083         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
2084         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
2085                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
2086                 return NULL;
2087         }
2088
2089         /*
2090          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
2091          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
2092          * we're still under heavy pressure.
2093          */
2094         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
2095                 order, zonelist, high_zoneidx,
2096                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
2097                 preferred_zone, migratetype);
2098         if (page)
2099                 goto out;
2100
2101         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2102                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
2103                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2104                         goto out;
2105                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
2106                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2107                         goto out;
2108                 /*
2109                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
2110                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
2111                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
2112                  * it specifies __GFP_THISNODE.
2113                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
2114                  */
2115                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
2116                         goto out;
2117         }
2118         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
2119         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask, false);
2120
2121 out:
2122         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
2123         return page;
2124 }
2125
2126 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2127 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
2128 static struct page *
2129 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2130         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2131         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2132         int migratetype, bool sync_migration,
2133         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2134         unsigned long *did_some_progress)
2135 {
2136         if (!order)
2137                 return NULL;
2138
2139         if (compaction_deferred(preferred_zone, order)) {
2140                 *deferred_compaction = true;
2141                 return NULL;
2142         }
2143
2144         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2145         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
2146                                                 nodemask, sync_migration,
2147                                                 contended_compaction);
2148         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2149
2150         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
2151                 struct page *page;
2152
2153                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
2154                 drain_pages(get_cpu());
2155                 put_cpu();
2156
2157                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
2158                                 order, zonelist, high_zoneidx,
2159                                 alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2160                                 preferred_zone, migratetype);
2161                 if (page) {
2162                         preferred_zone->compact_blockskip_flush = false;
2163                         preferred_zone->compact_considered = 0;
2164                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
2165                         if (order >= preferred_zone->compact_order_failed)
2166                                 preferred_zone->compact_order_failed = order + 1;
2167                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
2168                         return page;
2169                 }
2170
2171                 /*
2172                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
2173                  * The most likely reason is that pages exist,
2174                  * but not enough to satisfy watermarks.
2175                  */
2176                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
2177
2178                 /*
2179                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
2180                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
2181                  */
2182                 if (sync_migration)
2183                         defer_compaction(preferred_zone, order);
2184
2185                 cond_resched();
2186         }
2187
2188         return NULL;
2189 }
2190 #else
2191 static inline struct page *
2192 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2193         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2194         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2195         int migratetype, bool sync_migration,
2196         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2197         unsigned long *did_some_progress)
2198 {
2199         return NULL;
2200 }
2201 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2202
2203 /* Perform direct synchronous page reclaim */
2204 static int
2205 __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2206                   nodemask_t *nodemask)
2207 {
2208         struct reclaim_state reclaim_state;
2209         int progress;
2210
2211         cond_resched();
2212
2213         /* We now go into synchronous reclaim */
2214         cpuset_memory_pressure_bump();
2215         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2216         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2217         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2218         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2219
2220         progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2221
2222         current->reclaim_state = NULL;
2223         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2224         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2225
2226         cond_resched();
2227
2228         return progress;
2229 }
2230
2231 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2232 static inline struct page *
2233 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2234         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2235         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2236         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
2237 {
2238         struct page *page = NULL;
2239         bool drained = false;
2240
2241         *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, zonelist,
2242                                                nodemask);
2243         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2244                 return NULL;
2245
2246         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2247         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2248                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2249
2250 retry:
2251         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2252                                         zonelist, high_zoneidx,
2253                                         alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2254                                         preferred_zone, migratetype);
2255
2256         /*
2257          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2258          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2259          */
2260         if (!page && !drained) {
2261                 drain_all_pages();
2262                 drained = true;
2263                 goto retry;
2264         }
2265
2266         return page;
2267 }
2268
2269 /*
2270  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2271  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2272  */
2273 static inline struct page *
2274 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2275         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2276         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2277         int migratetype)
2278 {
2279         struct page *page;
2280
2281         do {
2282                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2283                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2284                         preferred_zone, migratetype);
2285
2286                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2287                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2288         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2289
2290         return page;
2291 }
2292
2293 static inline
2294 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2295                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2296                                                 enum zone_type classzone_idx)
2297 {
2298         struct zoneref *z;
2299         struct zone *zone;
2300
2301         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2302                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2303 }
2304
2305 static inline int
2306 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2307 {
2308         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2309         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2310
2311         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2312         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2313
2314         /*
2315          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2316          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2317          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2318          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2319          */
2320         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2321
2322         if (!wait) {
2323                 /*
2324                  * Not worth trying to allocate harder for
2325                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2326                  */
2327                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2328                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2329                 /*
2330                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2331                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2332                  */
2333                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2334         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2335                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2336
2337         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2338                 if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
2339                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2340                 else if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
2341                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2342                 else if (!in_interrupt() &&
2343                                 ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2344                                  unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2345                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2346         }
2347 #ifdef CONFIG_CMA
2348         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2349                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2350 #endif
2351         return alloc_flags;
2352 }
2353
2354 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
2355 {
2356         return !!(gfp_to_alloc_flags(gfp_mask) & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2357 }
2358
2359 static inline struct page *
2360 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2361         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2362         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2363         int migratetype)
2364 {
2365         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2366         struct page *page = NULL;
2367         int alloc_flags;
2368         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2369         unsigned long did_some_progress;
2370         bool sync_migration = false;
2371         bool deferred_compaction = false;
2372         bool contended_compaction = false;
2373
2374         /*
2375          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2376          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2377          * be using allocators in order of preference for an area that is
2378          * too large.
2379          */
2380         if (order >= MAX_ORDER) {
2381                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2382                 return NULL;
2383         }
2384
2385         /*
2386          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2387          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2388          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2389          * using a larger set of nodes after it has established that the
2390          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2391          * over allocated.
2392          */
2393         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
2394                         (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2395                 goto nopage;
2396
2397 restart:
2398         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2399                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2400                                                 zone_idx(preferred_zone));
2401
2402         /*
2403          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2404          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2405          * to how we want to proceed.
2406          */
2407         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2408
2409         /*
2410          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2411          * cpusets.
2412          */
2413         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2414                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2415                                         &preferred_zone);
2416
2417 rebalance:
2418         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2419         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2420                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2421                         preferred_zone, migratetype);
2422         if (page)
2423                 goto got_pg;
2424
2425         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2426         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2427                 /*
2428                  * Ignore mempolicies if ALLOC_NO_WATERMARKS on the grounds
2429                  * the allocation is high priority and these type of
2430                  * allocations are system rather than user orientated
2431                  */
2432                 zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);
2433
2434                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2435                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2436                                 preferred_zone, migratetype);
2437                 if (page) {
2438                         goto got_pg;
2439                 }
2440         }
2441
2442         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2443         if (!wait)
2444                 goto nopage;
2445
2446         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2447         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2448                 goto nopage;
2449
2450         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2451         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2452                 goto nopage;
2453
2454         /*
2455          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2456          * attempts after direct reclaim are synchronous
2457          */
2458         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2459                                         zonelist, high_zoneidx,
2460                                         nodemask,
2461                                         alloc_flags, preferred_zone,
2462                                         migratetype, sync_migration,
2463                                         &contended_compaction,
2464                                         &deferred_compaction,
2465                                         &did_some_progress);
2466         if (page)
2467                 goto got_pg;
2468         sync_migration = true;
2469
2470         /*
2471          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2472          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2473          * requested a movable allocation that does not heavily disrupt the
2474          * system then fail the allocation instead of entering direct reclaim.
2475          */
2476         if ((deferred_compaction || contended_compaction) &&
2477                                                 (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2478                 goto nopage;
2479
2480         /* Try direct reclaim and then allocating */
2481         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2482                                         zonelist, high_zoneidx,
2483                                         nodemask,
2484                                         alloc_flags, preferred_zone,
2485                                         migratetype, &did_some_progress);
2486         if (page)
2487                 goto got_pg;
2488
2489         /*
2490          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2491          * running out of options and have to consider going OOM
2492          */
2493         if (!did_some_progress) {
2494                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2495                         if (oom_killer_disabled)
2496                                 goto nopage;
2497                         /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
2498                         if ((current->flags & PF_DUMPCORE) &&
2499                             !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2500                                 goto nopage;
2501                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2502                                         zonelist, high_zoneidx,
2503                                         nodemask, preferred_zone,
2504                                         migratetype);
2505                         if (page)
2506                                 goto got_pg;
2507
2508                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2509                                 /*
2510                                  * The oom killer is not called for high-order
2511                                  * allocations that may fail, so if no progress
2512                                  * is being made, there are no other options and
2513                                  * retrying is unlikely to help.
2514                                  */
2515                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2516                                         goto nopage;
2517                                 /*
2518                                  * The oom killer is not called for lowmem
2519                                  * allocations to prevent needlessly killing
2520                                  * innocent tasks.
2521                                  */
2522                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2523                                         goto nopage;
2524                         }
2525
2526                         goto restart;
2527                 }
2528         }
2529
2530         /* Check if we should retry the allocation */
2531         pages_reclaimed += did_some_progress;
2532         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, did_some_progress,
2533                                                 pages_reclaimed)) {
2534                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2535                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2536                 goto rebalance;
2537         } else {
2538                 /*
2539                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2540                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2541                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2542                  */
2543                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2544                                         zonelist, high_zoneidx,
2545                                         nodemask,
2546                                         alloc_flags, preferred_zone,
2547                                         migratetype, sync_migration,
2548                                         &contended_compaction,
2549                                         &deferred_compaction,
2550                                         &did_some_progress);
2551                 if (page)
2552                         goto got_pg;
2553         }
2554
2555 nopage:
2556         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2557         return page;
2558 got_pg:
2559         if (kmemcheck_enabled)
2560                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2561
2562         return page;
2563 }
2564
2565 /*
2566  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2567  */
2568 struct page *
2569 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2570                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2571 {
2572         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2573         struct zone *preferred_zone;
2574         struct page *page = NULL;
2575         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2576         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2577         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET;
2578         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2579
2580         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2581
2582         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2583
2584         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2585
2586         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2587                 return NULL;
2588
2589         /*
2590          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2591          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2592          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2593          */
2594         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2595                 return NULL;
2596
2597         /*
2598          * Will only have any effect when __GFP_KMEMCG is set.  This is
2599          * verified in the (always inline) callee
2600          */
2601         if (!memcg_kmem_newpage_charge(gfp_mask, &memcg, order))
2602                 return NULL;
2603
2604 retry_cpuset:
2605         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2606
2607         /* The preferred zone is used for statistics later */
2608         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2609                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2610                                 &preferred_zone);
2611         if (!preferred_zone)
2612                 goto out;
2613
2614 #ifdef CONFIG_CMA
2615         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2616                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2617 #endif
2618         /* First allocation attempt */
2619         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2620                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags,
2621                         preferred_zone, migratetype);
2622         if (unlikely(!page))
2623                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2624                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2625                                 preferred_zone, migratetype);
2626
2627         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2628
2629 out:
2630         /*
2631          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2632          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2633          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2634          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2635          */
2636         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2637                 goto retry_cpuset;
2638
2639         memcg_kmem_commit_charge(page, memcg, order);
2640
2641         return page;
2642 }
2643 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2644
2645 /*
2646  * Common helper functions.
2647  */
2648 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2649 {
2650         struct page *page;
2651
2652         /*
2653          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2654          * a highmem page
2655          */
2656         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2657
2658         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2659         if (!page)
2660                 return 0;
2661         return (unsigned long) page_address(page);
2662 }
2663 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2664
2665 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2666 {
2667         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2668 }
2669 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2670
2671 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2672 {
2673         if (put_page_testzero(page)) {
2674                 if (order == 0)
2675                         free_hot_cold_page(page, 0);
2676                 else
2677                         __free_pages_ok(page, order);
2678         }
2679 }
2680
2681 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2682
2683 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2684 {
2685         if (addr != 0) {
2686                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2687                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2688         }
2689 }
2690
2691 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2692
2693 /*
2694  * __free_memcg_kmem_pages and free_memcg_kmem_pages will free
2695  * pages allocated with __GFP_KMEMCG.
2696  *
2697  * Those pages are accounted to a particular memcg, embedded in the
2698  * corresponding page_cgroup. To avoid adding a hit in the allocator to search
2699  * for that information only to find out that it is NULL for users who have no
2700  * interest in that whatsoever, we provide these functions.
2701  *
2702  * The caller knows better which flags it relies on.
2703  */
2704 void __free_memcg_kmem_pages(struct page *page, unsigned int order)
2705 {
2706         memcg_kmem_uncharge_pages(page, order);
2707         __free_pages(page, order);
2708 }
2709
2710 void free_memcg_kmem_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2711 {
2712         if (addr != 0) {
2713                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2714                 __free_memcg_kmem_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2715         }
2716 }
2717
2718 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2719 {
2720         if (addr) {
2721                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2722                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2723
2724                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2725                 while (used < alloc_end) {
2726                         free_page(used);
2727                         used += PAGE_SIZE;
2728                 }
2729         }
2730         return (void *)addr;
2731 }
2732
2733 /**
2734  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2735  * @size: the number of bytes to allocate
2736  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2737  *
2738  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2739  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2740  * allocate memory in power-of-two pages.
2741  *
2742  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2743  *
2744  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2745  */
2746 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2747 {
2748         unsigned int order = get_order(size);
2749         unsigned long addr;
2750
2751         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2752         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2753 }
2754 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2755
2756 /**
2757  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2758  *                         pages on a node.
2759  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2760  * @size: the number of bytes to allocate
2761  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2762  *
2763  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2764  * back.
2765  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2766  * but is not exact.
2767  */
2768 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2769 {
2770         unsigned order = get_order(size);
2771         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2772         if (!p)
2773                 return NULL;
2774         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2775 }
2776 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2777
2778 /**
2779  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2780  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2781  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2782  *
2783  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2784  */
2785 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2786 {
2787         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2788         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2789
2790         while (addr < end) {
2791                 free_page(addr);
2792                 addr += PAGE_SIZE;
2793         }
2794 }
2795 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2796
2797 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2798 {
2799         struct zoneref *z;
2800         struct zone *zone;
2801
2802         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2803         unsigned int sum = 0;
2804
2805         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2806
2807         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2808                 unsigned long size = zone->present_pages;
2809                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2810                 if (size > high)
2811                         sum += size - high;
2812         }
2813
2814         return sum;
2815 }
2816
2817 /*
2818  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2819  */
2820 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2821 {
2822         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2823 }
2824 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2825
2826 /*
2827  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2828  */
2829 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2830 {
2831         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2832 }
2833
2834 static inline void show_node(struct zone *zone)
2835 {
2836         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2837                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2838 }
2839
2840 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2841 {
2842         val->totalram = totalram_pages;
2843         val->sharedram = 0;
2844         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2845         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2846         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2847         val->freehigh = nr_free_highpages();
2848         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2849 }
2850
2851 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2852
2853 #ifdef CONFIG_NUMA
2854 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2855 {
2856         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2857
2858         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2859         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2860 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2861         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2862         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2863                         NR_FREE_PAGES);
2864 #else
2865         val->totalhigh = 0;
2866         val->freehigh = 0;
2867 #endif
2868         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2869 }
2870 #endif
2871
2872 /*
2873  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2874  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2875  */
2876 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2877 {
2878         bool ret = false;
2879         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2880
2881         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2882                 goto out;
2883
2884         do {
2885                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2886                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2887         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2888 out:
2889         return ret;
2890 }
2891
2892 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2893
2894 static void show_migration_types(unsigned char type)
2895 {
2896         static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
2897                 [MIGRATE_UNMOVABLE]     = 'U',
2898                 [MIGRATE_RECLAIMABLE]   = 'E',
2899                 [MIGRATE_MOVABLE]       = 'M',
2900                 [MIGRATE_RESERVE]       = 'R',
2901 #ifdef CONFIG_CMA
2902                 [MIGRATE_CMA]           = 'C',
2903 #endif
2904                 [MIGRATE_ISOLATE]       = 'I',
2905         };
2906         char tmp[MIGRATE_TYPES + 1];
2907         char *p = tmp;
2908         int i;
2909
2910         for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
2911                 if (type & (1 << i))
2912                         *p++ = types[i];
2913         }
2914
2915         *p = '\0';
2916         printk("(%s) ", tmp);
2917 }
2918
2919 /*
2920  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2921  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2922  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2923  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2924  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2925  */
2926 void show_free_areas(unsigned int filter)
2927 {
2928         int cpu;
2929         struct zone *zone;
2930
2931         for_each_populated_zone(zone) {
2932                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2933                         continue;
2934                 show_node(zone);
2935                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2936
2937                 for_each_online_cpu(cpu) {
2938                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2939
2940                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2941
2942                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2943                                cpu, pageset->pcp.high,
2944                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2945                 }
2946         }
2947
2948         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2949                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2950                 " unevictable:%lu"
2951                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2952                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2953                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
2954                 " free_cma:%lu\n",
2955                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2956                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2957                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2958                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2959                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2960                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2961                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2962                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2963                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2964                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2965                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2966                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2967                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2968                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2969                 global_page_state(NR_SHMEM),
2970                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2971                 global_page_state(NR_BOUNCE),
2972                 global_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
2973
2974         for_each_populated_zone(zone) {
2975                 int i;
2976
2977                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2978                         continue;
2979                 show_node(zone);
2980                 printk("%s"
2981                         " free:%lukB"
2982                         " min:%lukB"
2983                         " low:%lukB"
2984                         " high:%lukB"
2985                         " active_anon:%lukB"
2986                         " inactive_anon:%lukB"
2987                         " active_file:%lukB"
2988                         " inactive_file:%lukB"
2989                         " unevictable:%lukB"
2990                         " isolated(anon):%lukB"
2991                         " isolated(file):%lukB"
2992                         " present:%lukB"
2993                         " managed:%lukB"
2994                         " mlocked:%lukB"
2995                         " dirty:%lukB"
2996                         " writeback:%lukB"
2997                         " mapped:%lukB"
2998                         " shmem:%lukB"
2999                         " slab_reclaimable:%lukB"
3000                         " slab_unreclaimable:%lukB"
3001                         " kernel_stack:%lukB"
3002                         " pagetables:%lukB"
3003                         " unstable:%lukB"
3004                         " bounce:%lukB"
3005                         " free_cma:%lukB"
3006                         " writeback_tmp:%lukB"
3007                         " pages_scanned:%lu"
3008                         " all_unreclaimable? %s"
3009                         "\n",
3010                         zone->name,
3011                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
3012                         K(min_wmark_pages(zone)),
3013                         K(low_wmark_pages(zone)),
3014                         K(high_wmark_pages(zone)),
3015                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
3016                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
3017                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
3018                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
3019                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
3020                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
3021                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
3022                         K(zone->present_pages),
3023                         K(zone->managed_pages),
3024                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
3025                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
3026                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
3027                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
3028                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
3029                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
3030                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
3031                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
3032                                 THREAD_SIZE / 1024,
3033                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
3034                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
3035                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
3036                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)),
3037                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
3038                         zone->pages_scanned,
3039                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
3040                         );
3041                 printk("lowmem_reserve[]:");
3042                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3043                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
3044                 printk("\n");
3045         }
3046
3047         for_each_populated_zone(zone) {
3048                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
3049                 unsigned char types[MAX_ORDER];
3050
3051                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3052                         continue;
3053                 show_node(zone);
3054                 printk("%s: ", zone->name);
3055
3056                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3057                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3058                         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
3059                         int type;
3060
3061                         nr[order] = area->nr_free;
3062                         total += nr[order] << order;
3063
3064                         types[order] = 0;
3065                         for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
3066                                 if (!list_empty(&area->free_list[type]))
3067                                         types[order] |= 1 << type;
3068                         }
3069                 }
3070                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3071                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3072                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
3073                         if (nr[order])
3074                                 show_migration_types(types[order]);
3075                 }
3076                 printk("= %lukB\n", K(total));
3077         }
3078
3079         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
3080
3081         show_swap_cache_info();
3082 }
3083
3084 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
3085 {
3086         zoneref->zone = zone;
3087         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Builds allocation fallback zone lists.
3092  *
3093  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
3094  */
3095 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
3096                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
3097 {
3098         struct zone *zone;
3099
3100         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
3101         zone_type++;
3102
3103         do {
3104                 zone_type--;
3105                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
3106                 if (populated_zone(zone)) {
3107                         zoneref_set_zone(zone,
3108                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
3109                         check_highest_zone(zone_type);
3110                 }
3111
3112         } while (zone_type);
3113         return nr_zones;
3114 }
3115
3116
3117 /*
3118  *  zonelist_order:
3119  *  0 = automatic detection of better ordering.
3120  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
3121  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
3122  *
3123  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
3124  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
3125  */
3126 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
3127 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
3128 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
3129
3130 /* zonelist order in the kernel.
3131  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
3132  */
3133 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3134 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
3135
3136
3137 #ifdef CONFIG_NUMA
3138 /* The value user specified ....changed by config */
3139 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3140 /* string for sysctl */
3141 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
3142 char numa_zonelist_order[16] = "default";
3143
3144 /*
3145  * interface for configure zonelist ordering.
3146  * command line option "numa_zonelist_order"
3147  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
3148  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
3149  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
3150  */
3151
3152 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
3153 {
3154         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
3155                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3156         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
3157                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
3158         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
3159                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3160         } else {
3161                 printk(KERN_WARNING
3162                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
3163                         "%s\n", s);
3164                 return -EINVAL;
3165         }
3166         return 0;
3167 }
3168
3169 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
3170 {
3171         int ret;
3172
3173         if (!s)
3174                 return 0;
3175
3176         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
3177         if (ret == 0)
3178                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3179
3180         return ret;
3181 }
3182 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
3183
3184 /*
3185  * sysctl handler for numa_zonelist_order
3186  */
3187 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
3188                 void __user *buffer, size_t *length,
3189                 loff_t *ppos)
3190 {
3191         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
3192         int ret;
3193         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
3194
3195         mutex_lock(&zl_order_mutex);
3196         if (write)
3197                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
3198         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
3199         if (ret)
3200                 goto out;
3201         if (write) {
3202                 int oldval = user_zonelist_order;
3203                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
3204                         /*
3205                          * bogus value.  restore saved string
3206                          */
3207                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
3208                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3209                         user_zonelist_order = oldval;
3210                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
3211                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
3212                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
3213                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
3214                 }
3215         }
3216 out:
3217         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
3218         return ret;
3219 }
3220
3221
3222 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
3223 static int node_load[MAX_NUMNODES];
3224
3225 /**
3226  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
3227  * @node: node whose fallback list we're appending
3228  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
3229  *
3230  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
3231  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
3232  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
3233  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
3234  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
3235  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
3236  * on them otherwise.
3237  * It returns -1 if no node is found.
3238  */
3239 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
3240 {
3241         int n, val;
3242         int min_val = INT_MAX;
3243         int best_node = -1;
3244         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
3245
3246         /* Use the local node if we haven't already */
3247         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
3248                 node_set(node, *used_node_mask);
3249                 return node;
3250         }
3251
3252         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
3253
3254                 /* Don't want a node to appear more than once */
3255                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
3256                         continue;
3257
3258                 /* Use the distance array to find the distance */
3259                 val = node_distance(node, n);
3260
3261                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
3262                 val += (n < node);
3263
3264                 /* Give preference to headless and unused nodes */
3265                 tmp = cpumask_of_node(n);
3266                 if (!cpumask_empty(tmp))
3267                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
3268
3269                 /* Slight preference for less loaded node */
3270                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
3271                 val += node_load[n];
3272
3273                 if (val < min_val) {
3274                         min_val = val;
3275                         best_node = n;
3276                 }
3277         }
3278
3279         if (best_node >= 0)
3280                 node_set(best_node, *used_node_mask);
3281
3282         return best_node;
3283 }
3284
3285
3286 /*
3287  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
3288  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
3289  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
3290  */
3291 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
3292 {
3293         int j;
3294         struct zonelist *zonelist;
3295
3296         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3297         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
3298                 ;
3299         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3300                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3301         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3302         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3303 }
3304
3305 /*
3306  * Build gfp_thisnode zonelists
3307  */
3308 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3309 {
3310         int j;
3311         struct zonelist *zonelist;
3312
3313         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
3314         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3315         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3316         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3317 }
3318
3319 /*
3320  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
3321  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
3322  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
3323  * may still exist in local DMA zone.
3324  */
3325 static int node_order[MAX_NUMNODES];
3326
3327 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
3328 {
3329         int pos, j, node;
3330         int zone_type;          /* needs to be signed */
3331         struct zone *z;
3332         struct zonelist *zonelist;
3333
3334         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3335         pos = 0;
3336         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3337                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3338                         node = node_order[j];
3339                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3340                         if (populated_zone(z)) {
3341                                 zoneref_set_zone(z,
3342                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3343                                 check_highest_zone(zone_type);
3344                         }
3345                 }
3346         }
3347         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3348         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3349 }
3350
3351 static int default_zonelist_order(void)
3352 {
3353         int nid, zone_type;
3354         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3355         struct zone *z;
3356         int average_size;
3357         /*
3358          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3359          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3360          * into OOM very easily.
3361          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3362          */
3363         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3364         low_kmem_size = 0;
3365         total_size = 0;
3366         for_each_online_node(nid) {
3367                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3368                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3369                         if (populated_zone(z)) {
3370                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3371                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3372                                 total_size += z->present_pages;
3373                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3374                                 /*
3375                                  * If any node has only lowmem, then node order
3376                                  * is preferred to allow kernel allocations
3377                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3378                                  * on other nodes when there is an abundance of
3379                                  * lowmem available to allocate from.
3380                                  */
3381                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3382                         }
3383                 }
3384         }
3385         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3386             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3387                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3388         /*
3389          * look into each node's config.
3390          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3391          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3392          */
3393         average_size = total_size /
3394                                 (nodes_weight(node_states[N_MEMORY]) + 1);
3395         for_each_online_node(nid) {
3396                 low_kmem_size = 0;
3397                 total_size = 0;
3398                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3399                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3400                         if (populated_zone(z)) {
3401                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3402                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3403                                 total_size += z->present_pages;
3404                         }
3405                 }
3406                 if (low_kmem_size &&
3407                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3408                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3409                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3410         }
3411         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3412 }
3413
3414 static void set_zonelist_order(void)
3415 {
3416         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3417                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3418         else
3419                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3420 }
3421
3422 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3423 {
3424         int j, node, load;
3425         enum zone_type i;
3426         nodemask_t used_mask;
3427         int local_node, prev_node;
3428         struct zonelist *zonelist;
3429         int order = current_zonelist_order;
3430
3431         /* initialize zonelists */
3432         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3433                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3434                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3435                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3436         }
3437
3438         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3439         local_node = pgdat->node_id;
3440         load = nr_online_nodes;
3441         prev_node = local_node;
3442         nodes_clear(used_mask);
3443
3444         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3445         j = 0;
3446
3447         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3448                 /*
3449                  * We don't want to pressure a particular node.
3450                  * So adding penalty to the first node in same
3451                  * distance group to make it round-robin.
3452                  */
3453                 if (node_distance(local_node, node) !=
3454                     node_distance(local_node, prev_node))
3455                         node_load[node] = load;
3456
3457                 prev_node = node;
3458                 load--;
3459                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3460                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3461                 else
3462                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3463         }
3464
3465         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3466                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3467                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3468         }
3469
3470         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3471 }
3472
3473 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3474 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3475 {
3476         struct zonelist *zonelist;
3477         struct zonelist_cache *zlc;
3478         struct zoneref *z;
3479
3480         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3481         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3482         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3483         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3484                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3485 }
3486
3487 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3488 /*
3489  * Return node id of node used for "local" allocations.
3490  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3491  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3492  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3493  */
3494 int local_memory_node(int node)
3495 {
3496         struct zone *zone;
3497
3498         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3499                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3500                                    NULL,
3501                                    &zone);
3502         return zone->node;
3503 }
3504 #endif
3505
3506 #else   /* CONFIG_NUMA */
3507
3508 static void set_zonelist_order(void)
3509 {
3510         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3511 }
3512
3513 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3514 {
3515         int node, local_node;
3516         enum zone_type j;
3517         struct zonelist *zonelist;
3518
3519         local_node = pgdat->node_id;
3520
3521         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3522         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3523
3524         /*
3525          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3526          * of all the other nodes.
3527          * We don't want to pressure a particular node, so when
3528          * building the zones for node N, we make sure that the
3529          * zones coming right after the local ones are those from
3530          * node N+1 (modulo N)
3531          */
3532         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3533                 if (!node_online(node))
3534                         continue;
3535                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3536                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3537         }
3538         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3539                 if (!node_online(node))
3540                         continue;
3541                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3542                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3543         }
3544
3545         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3546         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3547 }
3548
3549 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3550 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3551 {
3552         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3553 }
3554
3555 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3556
3557 /*
3558  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3559  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3560  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3561  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3562  * with interrupts disabled.
3563  *
3564  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3565  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3566  * hotplugged processors.
3567  *
3568  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3569  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3570  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3571  */
3572 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3573 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3574 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3575
3576 /*
3577  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3578  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3579  */
3580 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3581
3582 /* return values int ....just for stop_machine() */
3583 static int __build_all_zonelists(void *data)
3584 {
3585         int nid;
3586         int cpu;
3587         pg_data_t *self = data;
3588
3589 #ifdef CONFIG_NUMA
3590         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3591 #endif
3592
3593         if (self && !node_online(self->node_id)) {
3594                 build_zonelists(self);
3595                 build_zonelist_cache(self);
3596         }
3597
3598         for_each_online_node(nid) {
3599                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3600
3601                 build_zonelists(pgdat);
3602                 build_zonelist_cache(pgdat);
3603         }
3604
3605         /*
3606          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3607          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3608          * each zone will be allocated later when the per cpu
3609          * allocator is available.
3610          *
3611          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3612          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3613          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3614          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3615          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3616          * (a chicken-egg dilemma).
3617          */
3618         for_each_possible_cpu(cpu) {
3619                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3620
3621 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3622                 /*
3623                  * We now know the "local memory node" for each node--
3624                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3625                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3626                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3627                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3628                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3629                  */
3630                 if (cpu_online(cpu))
3631                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3632 #endif
3633         }
3634
3635         return 0;
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Called with zonelists_mutex held always
3640  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3641  */
3642 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone)
3643 {
3644         set_zonelist_order();
3645
3646         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3647                 __build_all_zonelists(NULL);
3648                 mminit_verify_zonelist();
3649                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3650         } else {
3651                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3652                    of zonelist */
3653 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3654                 if (zone)
3655                         setup_zone_pageset(zone);
3656 #endif
3657                 stop_machine(__build_all_zonelists, pgdat, NULL);
3658                 /* cpuset refresh routine should be here */
3659         }
3660         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3661         /*
3662          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3663          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3664          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3665          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3666          * disabled and enable it later
3667          */
3668         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3669                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3670         else
3671                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3672
3673         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3674                 "Total pages: %ld\n",
3675                         nr_online_nodes,
3676                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3677                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3678                         vm_total_pages);
3679 #ifdef CONFIG_NUMA
3680         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3681 #endif
3682 }
3683
3684 /*
3685  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3686  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3687  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3688  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3689  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3690  * conservative, even though it seems large.
3691  *
3692  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3693  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3694  */
3695 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3696
3697 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3698 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3699 {
3700         unsigned long size = 1;
3701
3702         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3703
3704         while (size < pages)
3705                 size <<= 1;
3706
3707         /*
3708          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3709          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3710          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3711          */
3712         size = min(size, 4096UL);
3713
3714         return max(size, 4UL);
3715 }
3716 #else
3717 /*
3718  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3719  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3720  *
3721  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3722  *
3723  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3724  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3725  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3726  *
3727  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3728  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3729  *
3730  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3731  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3732  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3733  */
3734 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3735 {
3736         return 4096UL;
3737 }
3738 #endif
3739
3740 /*
3741  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3742  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3743  * hash function before the remainder is taken.
3744  */
3745 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3746 {
3747         return ffz(~size);
3748 }
3749
3750 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3751
3752 /*
3753  * Check if a pageblock contains reserved pages
3754  */
3755 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3756 {
3757         unsigned long pfn;
3758
3759         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3760                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3761                         return 1;
3762         }
3763         return 0;
3764 }
3765
3766 /*
3767  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3768  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3769  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3770  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3771  * blocks as reclaim kicks in
3772  */
3773 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3774 {
3775         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3776         struct page *page;
3777         unsigned long block_migratetype;
3778         int reserve;
3779
3780         /*
3781          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3782          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3783          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3784          * the block.
3785          */
3786         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3787         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3788         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3789         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3790                                                         pageblock_order;
3791
3792         /*
3793          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3794          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3795          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3796          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3797          * future allocation of hugepages at runtime.
3798          */
3799         reserve = min(2, reserve);
3800
3801         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3802                 if (!pfn_valid(pfn))
3803                         continue;
3804                 page = pfn_to_page(pfn);
3805
3806                 /* Watch out for overlapping nodes */
3807                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3808                         continue;
3809
3810                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3811
3812                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3813                 if (reserve > 0) {
3814                         /*
3815                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3816                          * them.
3817                          */
3818                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3819                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3820                                 continue;
3821
3822                         /* If this block is reserved, account for it */
3823                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3824                                 reserve--;
3825                                 continue;
3826                         }
3827
3828                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3829                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3830                                 set_pageblock_migratetype(page,
3831                                                         MIGRATE_RESERVE);
3832                                 move_freepages_block(zone, page,
3833                                                         MIGRATE_RESERVE);
3834                                 reserve--;
3835                                 continue;
3836                         }
3837                 }
3838
3839                 /*
3840                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3841                  * take it back
3842                  */
3843                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3844                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3845                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3846                 }
3847         }
3848 }
3849
3850 /*
3851  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3852  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3853  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3854  */
3855 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3856                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3857 {
3858         struct page *page;
3859         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3860         unsigned long pfn;
3861         struct zone *z;
3862
3863         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3864                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3865
3866         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3867         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3868                 /*
3869                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3870                  * handed to this function.  They do not
3871                  * exist on hotplugged memory.
3872                  */
3873                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3874                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3875                                 continue;
3876                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3877                                 continue;
3878                 }
3879                 page = pfn_to_page(pfn);
3880                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3881                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3882                 init_page_count(page);
3883                 reset_page_mapcount(page);
3884                 reset_page_last_nid(page);
3885                 SetPageReserved(page);
3886                 /*
3887                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3888                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3889                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3890                  * the address space during boot when many long-lived
3891                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3892                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3893                  * setup_zone_migrate_reserve()
3894                  *
3895                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3896                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3897                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3898                  * pfn out of zone.
3899                  */
3900                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3901                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3902                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3903                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3904
3905                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3906 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3907                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3908                 if (!is_highmem_idx(zone))
3909                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3910 #endif
3911         }
3912 }
3913
3914 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3915 {
3916         int order, t;
3917         for_each_migratetype_order(order, t) {
3918                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3919                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3920         }
3921 }
3922
3923 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3924 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3925         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3926 #endif
3927
3928 static int __meminit zone_batchsize(struct zone *zone)
3929 {
3930 #ifdef CONFIG_MMU
3931         int batch;
3932
3933         /*
3934          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3935          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3936          *
3937          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3938          */
3939         batch = zone->present_pages / 1024;
3940         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3941                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3942         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3943         if (batch < 1)
3944                 batch = 1;
3945
3946         /*
3947          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3948          * of 2 value was found to be more likely to have
3949          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3950          *
3951          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3952          * batches of pages, one task can end up with a lot
3953          * of pages of one half of the possible page colors
3954          * and the other with pages of the other colors.
3955          */
3956         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3957
3958         return batch;
3959
3960 #else
3961         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3962          * conditions.
3963          *
3964          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3965          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3966          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3967          *
3968          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3969          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3970          * can be a significant delay between the individual batches being
3971          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3972          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3973          */
3974         return 0;
3975 #endif
3976 }
3977
3978 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3979 {
3980         struct per_cpu_pages *pcp;
3981         int migratetype;
3982
3983         memset(p, 0, sizeof(*p));
3984
3985         pcp = &p->pcp;
3986         pcp->count = 0;
3987         pcp->high = 6 * batch;
3988         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3989         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3990                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3991 }
3992
3993 /*
3994  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3995  * to the value high for the pageset p.
3996  */
3997
3998 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3999                                 unsigned long high)
4000 {
4001         struct per_cpu_pages *pcp;
4002
4003         pcp = &p->pcp;
4004         pcp->high = high;
4005         pcp->batch = max(1UL, high/4);
4006         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
4007                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
4008 }
4009
4010 static void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
4011 {
4012         int cpu;
4013
4014         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
4015
4016         for_each_possible_cpu(cpu) {
4017                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
4018
4019                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
4020
4021                 if (percpu_pagelist_fraction)
4022                         setup_pagelist_highmark(pcp,
4023                                 (zone->present_pages /
4024                                         percpu_pagelist_fraction));
4025         }
4026 }
4027
4028 /*
4029  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
4030  * Before this call only boot pagesets were available.
4031  */
4032 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
4033 {
4034         struct zone *zone;
4035
4036         for_each_populated_zone(zone)
4037                 setup_zone_pageset(zone);
4038 }
4039
4040 static noinline __init_refok
4041 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
4042 {
4043         int i;
4044         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4045         size_t alloc_size;
4046
4047         /*
4048          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
4049          * per zone.
4050          */
4051         zone->wait_table_hash_nr_entries =
4052                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
4053         zone->wait_table_bits =
4054                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
4055         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
4056                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
4057
4058         if (!slab_is_available()) {
4059                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
4060                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
4061         } else {
4062                 /*
4063                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
4064                  * via memory hot-add.
4065                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
4066                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
4067                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
4068                  * node itself as well.
4069                  * To use this new node's memory, further consideration will be
4070                  * necessary.
4071                  */
4072                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
4073         }
4074         if (!zone->wait_table)
4075                 return -ENOMEM;
4076
4077         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
4078                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
4079
4080         return 0;
4081 }
4082
4083 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
4084 {
4085         /*
4086          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
4087          * relies on the ability of the linker to provide the
4088          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
4089          */
4090         zone->pageset = &boot_pageset;
4091
4092         if (zone->present_pages)
4093                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
4094                         zone->name, zone->present_pages,
4095                                          zone_batchsize(zone));
4096 }
4097
4098 int __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
4099                                         unsigned long zone_start_pfn,
4100                                         unsigned long size,
4101                                         enum memmap_context context)
4102 {
4103         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4104         int ret;
4105         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
4106         if (ret)
4107                 return ret;
4108         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
4109
4110         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
4111
4112         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
4113                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
4114                         pgdat->node_id,
4115                         (unsigned long)zone_idx(zone),
4116                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
4117
4118         zone_init_free_lists(zone);
4119
4120         return 0;
4121 }
4122
4123 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4124 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
4125 /*
4126  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
4127  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
4128  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
4129  * alternative
4130  */
4131 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4132 {
4133         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4134         int i, nid;
4135
4136         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
4137                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
4138                         return nid;
4139         /* This is a memory hole */
4140         return -1;
4141 }
4142 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
4143
4144 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4145 {
4146         int nid;
4147
4148         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4149         if (nid >= 0)
4150                 return nid;
4151         /* just returns 0 */
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
4156 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
4157 {
4158         int nid;
4159
4160         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4161         if (nid >= 0 && nid != node)
4162                 return false;
4163         return true;
4164 }
4165 #endif
4166
4167 /**
4168  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
4169  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
4170  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
4171  *
4172  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4173  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4174  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
4175  */
4176 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
4177 {
4178         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4179         int i, this_nid;
4180
4181         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
4182                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
4183                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
4184
4185                 if (start_pfn < end_pfn)
4186                         free_bootmem_node(NODE_DATA(this_nid),
4187                                           PFN_PHYS(start_pfn),
4188                                           (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT);
4189         }
4190 }
4191
4192 /**
4193  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4194  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4195  *
4196  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4197  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4198  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4199  */
4200 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4201 {
4202         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4203         int i, this_nid;
4204
4205         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
4206                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
4207 }
4208
4209 /**
4210  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4211  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4212  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4213  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4214  *
4215  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4216  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4217  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4218  * PFNs will be 0.
4219  */
4220 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4221                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4222 {
4223         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
4224         int i;
4225
4226         *start_pfn = -1UL;
4227         *end_pfn = 0;
4228
4229         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
4230                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
4231                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
4232         }
4233
4234         if (*start_pfn == -1UL)
4235                 *start_pfn = 0;
4236 }
4237
4238 /*
4239  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4240  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4241  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4242  */
4243 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4244 {
4245         int zone_index;
4246         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4247                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4248                         continue;
4249
4250                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4251                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4252                         break;
4253         }
4254
4255         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4256         movable_zone = zone_index;
4257 }
4258
4259 /*
4260  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4261  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4262  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4263  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4264  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4265  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4266  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4267  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4268  */
4269 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4270                                         unsigned long zone_type,
4271                                         unsigned long node_start_pfn,
4272                                         unsigned long node_end_pfn,
4273                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4274                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4275 {
4276         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4277         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4278                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4279                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4280                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4281                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4282                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4283
4284                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4285                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4286                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4287                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4288
4289                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4290                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4291                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4292         }
4293 }
4294
4295 /*
4296  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4297  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4298  */
4299 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4300                                         unsigned long zone_type,
4301                                         unsigned long *ignored)
4302 {
4303         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4304         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4305
4306         /* Get the start and end of the node and zone */
4307         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4308         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4309         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4310         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4311                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4312                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4313
4314         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4315         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4316                 return 0;
4317
4318         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4319         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4320         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4321
4322         /* Return the spanned pages */
4323         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4324 }
4325
4326 /*
4327  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4328  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4329  */
4330 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4331                                 unsigned long range_start_pfn,
4332                                 unsigned long range_end_pfn)
4333 {
4334         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
4335         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4336         int i;
4337
4338         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4339                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4340                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4341                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
4342         }
4343         return nr_absent;
4344 }
4345
4346 /**
4347  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4348  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4349  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4350  *
4351  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4352  */
4353 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4354                                                         unsigned long end_pfn)
4355 {
4356         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4357 }
4358
4359 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4360 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4361                                         unsigned long zone_type,
4362                                         unsigned long *ignored)
4363 {
4364         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4365         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4366         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4367         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4368
4369         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4370         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
4371         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
4372
4373         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4374                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4375                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4376         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4377 }
4378
4379 /**
4380  * sanitize_zone_movable_limit - Sanitize the zone_movable_limit array.
4381  *
4382  * zone_movable_limit is initialized as 0. This function will try to get
4383  * the first ZONE_MOVABLE pfn of each node from movablemem_map, and
4384  * assigne them to zone_movable_limit.
4385  * zone_movable_limit[nid] == 0 means no limit for the node.
4386  *
4387  * Note: Each range is represented as [start_pfn, end_pfn)
4388  */
4389 static void __meminit sanitize_zone_movable_limit(void)
4390 {
4391         int map_pos = 0, i, nid;
4392         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4393
4394         if (!movablemem_map.nr_map)
4395                 return;
4396
4397         /* Iterate all ranges from minimum to maximum */
4398         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
4399                 /*
4400                  * If we have found lowest pfn of ZONE_MOVABLE of the node
4401                  * specified by user, just go on to check next range.
4402                  */
4403                 if (zone_movable_limit[nid])
4404                         continue;
4405
4406 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4407                 /* Skip DMA memory. */
4408                 if (start_pfn < arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_DMA])
4409                         start_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_DMA];
4410 #endif
4411
4412 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
4413                 /* Skip DMA32 memory. */
4414                 if (start_pfn < arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_DMA32])
4415                         start_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_DMA32];
4416 #endif
4417
4418 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4419                 /* Skip lowmem if ZONE_MOVABLE is highmem. */
4420                 if (zone_movable_is_highmem() &&
4421                     start_pfn < arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_HIGHMEM])
4422                         start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_HIGHMEM];
4423 #endif
4424
4425                 if (start_pfn >= end_pfn)
4426                         continue;
4427
4428                 while (map_pos < movablemem_map.nr_map) {
4429                         if (end_pfn <= movablemem_map.map[map_pos].start_pfn)
4430                                 break;
4431
4432                         if (start_pfn >= movablemem_map.map[map_pos].end_pfn) {
4433                                 map_pos++;
4434                                 continue;
4435                         }
4436
4437                         /*
4438                          * The start_pfn of ZONE_MOVABLE is either the minimum
4439                          * pfn specified by movablemem_map, or 0, which means
4440                          * the node has no ZONE_MOVABLE.
4441                          */
4442                         zone_movable_limit[nid] = max(start_pfn,
4443                                         movablemem_map.map[map_pos].start_pfn);
4444
4445                         break;
4446                 }
4447         }
4448 }
4449
4450 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4451 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4452                                         unsigned long zone_type,
4453                                         unsigned long *zones_size)
4454 {
4455         return zones_size[zone_type];
4456 }
4457
4458 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4459                                                 unsigned long zone_type,
4460                                                 unsigned long *zholes_size)
4461 {
4462         if (!zholes_size)
4463                 return 0;
4464
4465         return zholes_size[zone_type];
4466 }
4467 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4468
4469 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4470                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4471 {
4472         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4473         enum zone_type i;
4474
4475         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4476                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4477                                                                 zones_size);
4478         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4479
4480         realtotalpages = totalpages;
4481         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4482                 realtotalpages -=
4483                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4484                                                                 zholes_size);
4485         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4486         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4487                                                         realtotalpages);
4488 }
4489
4490 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4491 /*
4492  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4493  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4494  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4495  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4496  * bytes.
4497  */
4498 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
4499 {
4500         unsigned long usemapsize;
4501
4502         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
4503         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4504         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4505         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4506         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4507
4508         return usemapsize / 8;
4509 }
4510
4511 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4512                                 struct zone *zone,
4513                                 unsigned long zone_start_pfn,
4514                                 unsigned long zonesize)
4515 {
4516         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
4517         zone->pageblock_flags = NULL;
4518         if (usemapsize)
4519                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4520                                                                    usemapsize);
4521 }
4522 #else
4523 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
4524                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
4525 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4526
4527 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4528
4529 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4530 void __init set_pageblock_order(void)
4531 {
4532         unsigned int order;
4533
4534         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4535         if (pageblock_order)
4536                 return;
4537
4538         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4539                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4540         else
4541                 order = MAX_ORDER - 1;
4542
4543         /*
4544          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4545          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4546          * powerpc.
4547          */
4548         pageblock_order = order;
4549 }
4550 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4551
4552 /*
4553  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4554  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4555  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4556  * the kernel config
4557  */
4558 void __init set_pageblock_order(void)
4559 {
4560 }
4561
4562 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4563
4564 static unsigned long __paginginit calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
4565                                                    unsigned long present_pages)
4566 {
4567         unsigned long pages = spanned_pages;
4568
4569         /*
4570          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
4571          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
4572          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
4573          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
4574          * populated regions may not naturally algined on page boundary.
4575          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
4576          */
4577         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
4578             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
4579                 pages = present_pages;
4580
4581         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4582 }
4583
4584 /*
4585  * Set up the zone data structures:
4586  *   - mark all pages reserved
4587  *   - mark all memory queues empty
4588  *   - clear the memory bitmaps
4589  *
4590  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
4591  */
4592 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4593                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4594 {
4595         enum zone_type j;
4596         int nid = pgdat->node_id;
4597         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4598         int ret;
4599
4600         pgdat_resize_init(pgdat);
4601 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4602         spin_lock_init(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
4603         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
4604         pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies;
4605 #endif
4606         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4607         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
4608         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4609
4610         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4611                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4612                 unsigned long size, realsize, freesize, memmap_pages;
4613
4614                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4615                 realsize = freesize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4616                                                                 zholes_size);
4617
4618                 /*
4619                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
4620                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4621                  * and per-cpu initialisations
4622                  */
4623                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, realsize);
4624                 if (freesize >= memmap_pages) {
4625                         freesize -= memmap_pages;
4626                         if (memmap_pages)
4627                                 printk(KERN_DEBUG
4628                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4629                                        zone_names[j], memmap_pages);
4630                 } else
4631                         printk(KERN_WARNING
4632                                 "  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
4633                                 zone_names[j], memmap_pages, freesize);
4634
4635                 /* Account for reserved pages */
4636                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
4637                         freesize -= dma_reserve;
4638                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4639                                         zone_names[0], dma_reserve);
4640                 }
4641
4642                 if (!is_highmem_idx(j))
4643                         nr_kernel_pages += freesize;
4644                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
4645                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
4646                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
4647                 nr_all_pages += freesize;
4648
4649                 zone->spanned_pages = size;
4650                 zone->present_pages = freesize;
4651                 /*
4652                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
4653                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
4654                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
4655                  */
4656                 zone->managed_pages = is_highmem_idx(j) ? realsize : freesize;
4657 #ifdef CONFIG_NUMA
4658                 zone->node = nid;
4659                 zone->min_unmapped_pages = (freesize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4660                                                 / 100;
4661                 zone->min_slab_pages = (freesize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4662 #endif
4663                 zone->name = zone_names[j];
4664                 spin_lock_init(&zone->lock);
4665                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4666                 zone_seqlock_init(zone);
4667                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4668
4669                 zone_pcp_init(zone);
4670                 lruvec_init(&zone->lruvec);
4671                 if (!size)
4672                         continue;
4673
4674                 set_pageblock_order();
4675                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
4676                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4677                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4678                 BUG_ON(ret);
4679                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4680                 zone_start_pfn += size;
4681         }
4682 }
4683
4684 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4685 {
4686         /* Skip empty nodes */
4687         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4688                 return;
4689
4690 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4691         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4692         if (!pgdat->node_mem_map) {
4693                 unsigned long size, start, end;
4694                 struct page *map;
4695
4696                 /*
4697                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4698                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4699                  * for the buddy allocator to function correctly.
4700                  */
4701                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4702                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4703                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4704                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4705                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4706                 if (!map)
4707                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4708                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4709         }
4710 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4711         /*
4712          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4713          */
4714         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4715                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4716 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4717                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4718                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4719 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4720         }
4721 #endif
4722 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4723 }
4724
4725 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4726                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4727 {
4728         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4729
4730         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
4731         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->classzone_idx);
4732
4733         pgdat->node_id = nid;
4734         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4735         init_zone_allows_reclaim(nid);
4736         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4737
4738         alloc_node_mem_map(pgdat);
4739 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4740         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4741                 nid, (unsigned long)pgdat,
4742                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4743 #endif
4744
4745         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4746 }
4747
4748 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4749
4750 #if MAX_NUMNODES > 1
4751 /*
4752  * Figure out the number of possible node ids.
4753  */
4754 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4755 {
4756         unsigned int node;
4757         unsigned int highest = 0;
4758
4759         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4760                 highest = node;
4761         nr_node_ids = highest + 1;
4762 }
4763 #else
4764 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4765 {
4766 }
4767 #endif
4768
4769 /**
4770  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4771  *
4772  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4773  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4774  * all the nodes.
4775  *
4776  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4777  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4778  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4779  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4780  *
4781  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4782  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4783  * populated node map.
4784  *
4785  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4786  * requirement (single node).
4787  */
4788 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4789 {
4790         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4791         unsigned long start, end, mask;
4792         int last_nid = -1;
4793         int i, nid;
4794
4795         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
4796                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4797                         last_nid = nid;
4798                         last_end = end;
4799                         continue;
4800                 }
4801
4802                 /*
4803                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4804                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4805                  * too coarse to separate the current node from the last.
4806                  */
4807                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4808                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4809                         mask <<= 1;
4810
4811                 /* accumulate all internode masks */
4812                 accl_mask |= mask;
4813         }
4814
4815         /* convert mask to number of pages */
4816         return ~accl_mask + 1;
4817 }
4818
4819 /* Find the lowest pfn for a node */
4820 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4821 {
4822         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4823         unsigned long start_pfn;
4824         int i;
4825
4826         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
4827                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
4828
4829         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4830                 printk(KERN_WARNING
4831                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4832                 return 0;
4833         }
4834
4835         return min_pfn;
4836 }
4837
4838 /**
4839  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4840  *
4841  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4842  * add_active_range().
4843  */
4844 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4845 {
4846         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4847 }
4848
4849 /*
4850  * early_calculate_totalpages()
4851  * Sum pages in active regions for movable zone.
4852  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
4853  */
4854 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4855 {
4856         unsigned long totalpages = 0;
4857         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4858         int i, nid;
4859
4860         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
4861                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
4862
4863                 totalpages += pages;
4864                 if (pages)
4865                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
4866         }
4867         return totalpages;
4868 }
4869
4870 /*
4871  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4872  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4873  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4874  * others
4875  */
4876 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
4877 {
4878         int i, nid;
4879         unsigned long usable_startpfn;
4880         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4881         /* save the state before borrow the nodemask */
4882         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
4883         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4884         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
4885
4886         /*
4887          * If movablecore was specified, calculate what size of
4888          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4889          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4890          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4891          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4892          * what movablecore would have allowed.
4893          */
4894         if (required_movablecore) {
4895                 unsigned long corepages;
4896
4897                 /*
4898                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4899                  * was requested by the user
4900                  */
4901                 required_movablecore =
4902                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4903                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4904
4905                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4906         }
4907
4908         /*
4909          * If neither kernelcore/movablecore nor movablemem_map is specified,
4910          * there is no ZONE_MOVABLE. But if movablemem_map is specified, the
4911          * start pfn of ZONE_MOVABLE has been stored in zone_movable_limit[].
4912          */
4913         if (!required_kernelcore) {
4914                 if (movablemem_map.nr_map)
4915                         memcpy(zone_movable_pfn, zone_movable_limit,
4916                                 sizeof(zone_movable_pfn));
4917                 goto out;
4918         }
4919
4920         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4921         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4922
4923 restart:
4924         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4925         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4926         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4927                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
4928
4929                 /*
4930                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4931                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4932                  * amount of memory for the kernel
4933                  */
4934                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4935                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4936
4937                 /*
4938                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4939                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4940                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4941                  */
4942                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4943
4944                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4945                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4946                         unsigned long size_pages;
4947
4948                         /*
4949                          * Find more memory for kernelcore in
4950                          * [zone_movable_pfn[nid], zone_movable_limit[nid]).
4951                          */
4952                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
4953                         if (start_pfn >= end_pfn)
4954                                 continue;
4955
4956                         if (zone_movable_limit[nid]) {
4957                                 end_pfn = min(end_pfn, zone_movable_limit[nid]);
4958                                 /* No range left for kernelcore in this node */
4959                                 if (start_pfn >= end_pfn) {
4960                                         zone_movable_pfn[nid] =
4961                                                         zone_movable_limit[nid];
4962                                         break;
4963                                 }
4964                         }
4965
4966                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4967                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4968                                 unsigned long kernel_pages;
4969                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4970                                                                 - start_pfn;
4971
4972                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4973                                                         kernelcore_remaining);
4974                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4975                                                         required_kernelcore);
4976
4977                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4978                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4979
4980                                         /*
4981                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4982                                          * that if we have to rebalance
4983                                          * kernelcore across nodes, we will
4984                                          * not double account here
4985                                          */
4986                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4987                                         continue;
4988                                 }
4989                                 start_pfn = usable_startpfn;
4990                         }
4991
4992                         /*
4993                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4994                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4995                          * number of pages used as kernelcore
4996                          */
4997                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4998                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4999                                 size_pages = kernelcore_remaining;
5000                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
5001
5002                         /*
5003                          * Some kernelcore has been met, update counts and
5004                          * break if the kernelcore for this node has been
5005                          * satisified
5006                          */
5007                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
5008                                                                 size_pages);
5009                         kernelcore_remaining -= size_pages;
5010                         if (!kernelcore_remaining)
5011                                 break;
5012                 }
5013         }
5014
5015         /*
5016          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
5017          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
5018          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
5019          * satisified
5020          */
5021         usable_nodes--;
5022         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
5023                 goto restart;
5024
5025 out:
5026         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
5027         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
5028                 zone_movable_pfn[nid] =
5029                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
5030
5031         /* restore the node_state */
5032         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
5033 }
5034
5035 /* Any regular or high memory on that node ? */
5036 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
5037 {
5038         enum zone_type zone_type;
5039
5040         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
5041                 return;
5042
5043         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
5044                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5045                 if (zone->present_pages) {
5046                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5047                         if (N_NORMAL_MEMORY != N_HIGH_MEMORY &&
5048                             zone_type <= ZONE_NORMAL)
5049                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
5050                         break;
5051                 }
5052         }
5053 }
5054
5055 /**
5056  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5057  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5058  *
5059  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5060  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
5061  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5062  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5063  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5064  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5065  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5066  * at arch_max_dma_pfn.
5067  */
5068 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5069 {
5070         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5071         int i, nid;
5072
5073         /* Record where the zone boundaries are */
5074         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5075                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5076         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5077                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5078         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5079         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5080         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5081                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5082                         continue;
5083                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5084                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5085                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5086                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5087         }
5088         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5089         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5090
5091         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5092         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5093         find_usable_zone_for_movable();
5094         sanitize_zone_movable_limit();
5095         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
5096
5097         /* Print out the zone ranges */
5098         printk("Zone ranges:\n");
5099         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5100                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5101                         continue;
5102                 printk(KERN_CONT "  %-8s ", zone_names[i]);
5103                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5104                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5105                         printk(KERN_CONT "empty\n");
5106                 else
5107                         printk(KERN_CONT "[mem %0#10lx-%0#10lx]\n",
5108                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] << PAGE_SHIFT,
5109                                 (arch_zone_highest_possible_pfn[i]
5110                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
5111         }
5112
5113         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5114         printk("Movable zone start for each node\n");
5115         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5116                 if (zone_movable_pfn[i])
5117                         printk("  Node %d: %#010lx\n", i,
5118                                zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
5119         }
5120
5121         /* Print out the early node map */
5122         printk("Early memory node ranges\n");
5123         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
5124                 printk("  node %3d: [mem %#010lx-%#010lx]\n", nid,
5125                        start_pfn << PAGE_SHIFT, (end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5126
5127         /* Initialise every node */
5128         mminit_verify_pageflags_layout();
5129         setup_nr_node_ids();
5130         for_each_online_node(nid) {
5131                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5132                 free_area_init_node(nid, NULL,
5133                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5134
5135                 /* Any memory on that node */
5136                 if (pgdat->node_present_pages)
5137                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5138                 check_for_memory(pgdat, nid);
5139         }
5140 }
5141
5142 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5143 {
5144         unsigned long long coremem;
5145         if (!p)
5146                 return -EINVAL;
5147
5148         coremem = memparse(p, &p);
5149         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5150
5151         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5152         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5153
5154         return 0;
5155 }
5156
5157 /*
5158  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5159  * cannot be reclaimed or migrated.
5160  */
5161 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5162 {
5163         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5164 }
5165
5166 /*
5167  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5168  * can be reclaimed or migrated.
5169  */
5170 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5171 {
5172         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5173 }
5174
5175 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5176 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5177
5178 /**
5179  * insert_movablemem_map - Insert a memory range in to movablemem_map.map.
5180  * @start_pfn:  start pfn of the range
5181  * @end_pfn:    end pfn of the range
5182  *
5183  * This function will also merge the overlapped ranges, and sort the array
5184  * by start_pfn in monotonic increasing order.
5185  */
5186 static void __init insert_movablemem_map(unsigned long start_pfn,
5187                                           unsigned long end_pfn)
5188 {
5189         int pos, overlap;
5190
5191         /*
5192          * pos will be at the 1st overlapped range, or the position
5193          * where the element should be inserted.
5194          */
5195         for (pos = 0; pos < movablemem_map.nr_map; pos++)
5196                 if (start_pfn <= movablemem_map.map[pos].end_pfn)
5197                         break;
5198
5199         /* If there is no overlapped range, just insert the element. */
5200         if (pos == movablemem_map.nr_map ||
5201             end_pfn < movablemem_map.map[pos].start_pfn) {
5202                 /*
5203                  * If pos is not the end of array, we need to move all
5204                  * the rest elements backward.
5205                  */
5206                 if (pos < movablemem_map.nr_map)
5207                         memmove(&movablemem_map.map[pos+1],
5208                                 &movablemem_map.map[pos],
5209                                 sizeof(struct movablemem_entry) *
5210                                 (movablemem_map.nr_map - pos));
5211                 movablemem_map.map[pos].start_pfn = start_pfn;
5212                 movablemem_map.map[pos].end_pfn = end_pfn;
5213                 movablemem_map.nr_map++;
5214                 return;
5215         }
5216
5217         /* overlap will be at the last overlapped range */
5218         for (overlap = pos + 1; overlap < movablemem_map.nr_map; overlap++)
5219                 if (end_pfn < movablemem_map.map[overlap].start_pfn)
5220                         break;
5221
5222         /*
5223          * If there are more ranges overlapped, we need to merge them,
5224          * and move the rest elements forward.
5225          */
5226         overlap--;
5227         movablemem_map.map[pos].start_pfn = min(start_pfn,
5228                                         movablemem_map.map[pos].start_pfn);
5229         movablemem_map.map[pos].end_pfn = max(end_pfn,
5230                                         movablemem_map.map[overlap].end_pfn);
5231
5232         if (pos != overlap && overlap + 1 != movablemem_map.nr_map)
5233                 memmove(&movablemem_map.map[pos+1],
5234                         &movablemem_map.map[overlap+1],
5235                         sizeof(struct movablemem_entry) *
5236                         (movablemem_map.nr_map - overlap - 1));
5237
5238         movablemem_map.nr_map -= overlap - pos;
5239 }
5240
5241 /**
5242  * movablemem_map_add_region - Add a memory range into movablemem_map.
5243  * @start:      physical start address of range
5244  * @end:        physical end address of range
5245  *
5246  * This function transform the physical address into pfn, and then add the
5247  * range into movablemem_map by calling insert_movablemem_map().
5248  */
5249 static void __init movablemem_map_add_region(u64 start, u64 size)
5250 {
5251         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5252
5253         /* In case size == 0 or start + size overflows */
5254         if (start + size <= start)
5255                 return;
5256
5257         if (movablemem_map.nr_map >= ARRAY_SIZE(movablemem_map.map)) {
5258                 pr_err("movablemem_map: too many entries;"
5259                         " ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n",
5260                         (unsigned long long) start,
5261                         (unsigned long long) (start + size - 1));
5262                 return;
5263         }
5264
5265         start_pfn = PFN_DOWN(start);
5266         end_pfn = PFN_UP(start + size);
5267         insert_movablemem_map(start_pfn, end_pfn);
5268 }
5269
5270 /*
5271  * cmdline_parse_movablemem_map - Parse boot option movablemem_map.
5272  * @p:  The boot option of the following format:
5273  *      movablemem_map=nn[KMG]@ss[KMG]
5274  *
5275  * This option sets the memory range [ss, ss+nn) to be used as movable memory.
5276  *
5277  * Return: 0 on success or -EINVAL on failure.
5278  */
5279 static int __init cmdline_parse_movablemem_map(char *p)
5280 {
5281         char *oldp;
5282         u64 start_at, mem_size;
5283
5284         if (!p)
5285                 goto err;
5286
5287         oldp = p;
5288         mem_size = memparse(p, &p);
5289         if (p == oldp)
5290                 goto err;
5291
5292         if (*p == '@') {
5293                 oldp = ++p;
5294                 start_at = memparse(p, &p);
5295                 if (p == oldp || *p != '\0')
5296                         goto err;
5297
5298                 movablemem_map_add_region(start_at, mem_size);
5299                 return 0;
5300         }
5301 err:
5302         return -EINVAL;
5303 }
5304 early_param("movablemem_map", cmdline_parse_movablemem_map);
5305
5306 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5307
5308 /**
5309  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5310  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5311  *
5312  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5313  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5314  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5315  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5316  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5317  * smaller per-cpu batchsize.
5318  */
5319 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5320 {
5321         dma_reserve = new_dma_reserve;
5322 }
5323
5324 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5325 {
5326         free_area_init_node(0, zones_size,
5327                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5328 }
5329
5330 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5331                                  unsigned long action, void *hcpu)
5332 {
5333         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5334
5335         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5336                 lru_add_drain_cpu(cpu);
5337                 drain_pages(cpu);
5338
5339                 /*
5340                  * Spill the event counters of the dead processor
5341                  * into the current processors event counters.
5342                  * This artificially elevates the count of the current
5343                  * processor.
5344                  */
5345                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5346
5347                 /*
5348                  * Zero the differential counters of the dead processor
5349                  * so that the vm statistics are consistent.
5350                  *
5351                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5352                  * race with what we are doing.
5353                  */
5354                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5355         }
5356         return NOTIFY_OK;
5357 }
5358
5359 void __init page_alloc_init(void)
5360 {
5361         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5362 }
5363
5364 /*
5365  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5366  *      or min_free_kbytes changes.
5367  */
5368 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5369 {
5370         struct pglist_data *pgdat;
5371         unsigned long reserve_pages = 0;
5372         enum zone_type i, j;
5373
5374         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5375                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5376                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5377                         unsigned long max = 0;
5378
5379                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5380                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5381                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5382                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5383                         }
5384
5385                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5386                         max += high_wmark_pages(zone);
5387
5388                         if (max > zone->present_pages)
5389                                 max = zone->present_pages;
5390                         reserve_pages += max;
5391                         /*
5392                          * Lowmem reserves are not available to
5393                          * GFP_HIGHUSER page cache allocations and
5394                          * kswapd tries to balance zones to their high
5395                          * watermark.  As a result, neither should be
5396                          * regarded as dirtyable memory, to prevent a
5397                          * situation where reclaim has to clean pages
5398                          * in order to balance the zones.
5399                          */
5400                         zone->dirty_balance_reserve = max;
5401                 }
5402         }
5403         dirty_balance_reserve = reserve_pages;
5404         totalreserve_pages = reserve_pages;
5405 }
5406
5407 /*
5408  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5409  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5410  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5411  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5412  */
5413 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5414 {
5415         struct pglist_data *pgdat;
5416         enum zone_type j, idx;
5417
5418         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5419                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5420                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5421                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5422
5423                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5424
5425                         idx = j;
5426                         while (idx) {
5427                                 struct zone *lower_zone;
5428
5429                                 idx--;
5430
5431                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5432                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5433
5434                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5435                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5436                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5437                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5438                         }
5439                 }
5440         }
5441
5442         /* update totalreserve_pages */
5443         calculate_totalreserve_pages();
5444 }
5445
5446 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
5447 {
5448         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5449         unsigned long lowmem_pages = 0;
5450         struct zone *zone;
5451         unsigned long flags;
5452
5453         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5454         for_each_zone(zone) {
5455                 if (!is_highmem(zone))
5456                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5457         }
5458
5459         for_each_zone(zone) {
5460                 u64 tmp;
5461
5462                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5463                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5464                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5465                 if (is_highmem(zone)) {
5466                         /*
5467                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5468                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5469                          * value here.
5470                          *
5471                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5472                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5473                          * not be capped for highmem.
5474                          */
5475                         unsigned long min_pages;
5476
5477                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5478                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
5479                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5480                 } else {
5481                         /*
5482                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5483                          * proportionate to the zone's size.
5484                          */
5485                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5486                 }
5487
5488                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5489                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5490
5491                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5492                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5493         }
5494
5495         /* update totalreserve_pages */
5496         calculate_totalreserve_pages();
5497 }
5498
5499 /**
5500  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5501  * or when memory is hot-{added|removed}
5502  *
5503  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5504  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5505  */
5506 void setup_per_zone_wmarks(void)
5507 {
5508         mutex_lock(&zonelists_mutex);
5509         __setup_per_zone_wmarks();
5510         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
5511 }
5512
5513 /*
5514  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5515  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5516  * to be referenced again before it is swapped out.
5517  *
5518  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5519  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5520  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5521  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5522  *
5523  * total     target    max
5524  * memory    ratio     inactive anon
5525  * -------------------------------------
5526  *   10MB       1         5MB
5527  *  100MB       1        50MB
5528  *    1GB       3       250MB
5529  *   10GB      10       0.9GB
5530  *  100GB      31         3GB
5531  *    1TB     101        10GB
5532  *   10TB     320        32GB
5533  */
5534 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5535 {
5536         unsigned int gb, ratio;
5537
5538         /* Zone size in gigabytes */
5539         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5540         if (gb)
5541                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5542         else
5543                 ratio = 1;
5544
5545         zone->inactive_ratio = ratio;
5546 }
5547
5548 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5549 {
5550         struct zone *zone;
5551
5552         for_each_zone(zone)
5553                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5554 }
5555
5556 /*
5557  * Initialise min_free_kbytes.
5558  *
5559  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5560  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5561  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5562  *
5563  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5564  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5565  *
5566  * which yields
5567  *
5568  * 16MB:        512k
5569  * 32MB:        724k
5570  * 64MB:        1024k
5571  * 128MB:       1448k
5572  * 256MB:       2048k
5573  * 512MB:       2896k
5574  * 1024MB:      4096k
5575  * 2048MB:      5792k
5576  * 4096MB:      8192k
5577  * 8192MB:      11584k
5578  * 16384MB:     16384k
5579  */
5580 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5581 {
5582         unsigned long lowmem_kbytes;
5583
5584         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5585
5586         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5587         if (min_free_kbytes < 128)
5588                 min_free_kbytes = 128;
5589         if (min_free_kbytes > 65536)
5590                 min_free_kbytes = 65536;
5591         setup_per_zone_wmarks();
5592         refresh_zone_stat_thresholds();
5593         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5594         setup_per_zone_inactive_ratio();
5595         return 0;
5596 }
5597 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5598
5599 /*
5600  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5601  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5602  *      changes.
5603  */
5604 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5605         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5606 {
5607         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5608         if (write)
5609                 setup_per_zone_wmarks();
5610         return 0;
5611 }
5612
5613 #ifdef CONFIG_NUMA
5614 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5615         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5616 {
5617         struct zone *zone;
5618         int rc;
5619
5620         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5621         if (rc)
5622                 return rc;
5623
5624         for_each_zone(zone)
5625                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5626                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5627         return 0;
5628 }
5629
5630 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5631         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5632 {
5633         struct zone *zone;
5634         int rc;
5635
5636         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5637         if (rc)
5638                 return rc;
5639
5640         for_each_zone(zone)
5641                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5642                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5643         return 0;
5644 }
5645 #endif
5646
5647 /*
5648  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5649  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5650  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5651  *
5652  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5653  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5654  * if in function of the boot time zone sizes.
5655  */
5656 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5657         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5658 {
5659         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5660         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5661         return 0;
5662 }
5663
5664 /*
5665  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5666  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5667  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5668  */
5669
5670 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5671         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5672 {
5673         struct zone *zone;
5674         unsigned int cpu;
5675         int ret;
5676
5677         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5678         if (!write || (ret < 0))
5679                 return ret;
5680         for_each_populated_zone(zone) {
5681                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5682                         unsigned long  high;
5683                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5684                         setup_pagelist_highmark(
5685                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5686                 }
5687         }
5688         return 0;
5689 }
5690
5691 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5692
5693 #ifdef CONFIG_NUMA
5694 static int __init set_hashdist(char *str)
5695 {
5696         if (!str)
5697                 return 0;
5698         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5699         return 1;
5700 }
5701 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5702 #endif
5703
5704 /*
5705  * allocate a large system hash table from bootmem
5706  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5707  *   quantity of entries
5708  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5709  */
5710 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5711                                      unsigned long bucketsize,
5712                                      unsigned long numentries,
5713                                      int scale,
5714                                      int flags,
5715                                      unsigned int *_hash_shift,
5716                                      unsigned int *_hash_mask,
5717                                      unsigned long low_limit,
5718                                      unsigned long high_limit)
5719 {
5720         unsigned long long max = high_limit;
5721         unsigned long log2qty, size;
5722         void *table = NULL;
5723
5724         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5725         if (!numentries) {
5726                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5727                 numentries = nr_kernel_pages;
5728                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5729                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5730                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5731
5732                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5733                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5734                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5735                 else
5736                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5737
5738                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5739                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5740                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5741                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5742                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5743                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5744                                 BUG_ON(!numentries);
5745                         }
5746                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5747                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5748         }
5749         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5750
5751         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5752         if (max == 0) {
5753                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5754                 do_div(max, bucketsize);
5755         }
5756         max = min(max, 0x80000000ULL);
5757
5758         if (numentries < low_limit)
5759                 numentries = low_limit;
5760         if (numentries > max)
5761                 numentries = max;
5762
5763         log2qty = ilog2(numentries);
5764
5765         do {
5766                 size = bucketsize << log2qty;
5767                 if (flags & HASH_EARLY)
5768                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5769                 else if (hashdist)
5770                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5771                 else {
5772                         /*
5773                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5774                          * some pages at the end of hash table which
5775                          * alloc_pages_exact() automatically does
5776                          */
5777                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5778                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5779                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5780                         }
5781                 }
5782         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5783
5784         if (!table)
5785                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5786
5787         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5788                tablename,
5789                (1UL << log2qty),
5790                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5791                size);
5792
5793         if (_hash_shift)
5794                 *_hash_shift = log2qty;
5795         if (_hash_mask)
5796                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5797
5798         return table;
5799 }
5800
5801 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5802 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5803                                                         unsigned long pfn)
5804 {
5805 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5806         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5807 #else
5808         return zone->pageblock_flags;
5809 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5810 }
5811
5812 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5813 {
5814 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5815         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5816         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5817 #else
5818         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5819         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5820 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5821 }
5822
5823 /**
5824  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5825  * @page: The page within the block of interest
5826  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5827  * @end_bitidx: The last bit of interest
5828  * returns pageblock_bits flags
5829  */
5830 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5831                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5832 {
5833         struct zone *zone;
5834         unsigned long *bitmap;
5835         unsigned long pfn, bitidx;
5836         unsigned long flags = 0;
5837         unsigned long value = 1;
5838
5839         zone = page_zone(page);
5840         pfn = page_to_pfn(page);
5841         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5842         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5843
5844         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5845                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5846                         flags |= value;
5847
5848         return flags;
5849 }
5850
5851 /**
5852  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5853  * @page: The page within the block of interest
5854  * @start_bitidx: The first bit of interest
5855  * @end_bitidx: The last bit of interest
5856  * @flags: The flags to set
5857  */
5858 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5859                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5860 {
5861         struct zone *zone;
5862         unsigned long *bitmap;
5863         unsigned long pfn, bitidx;
5864         unsigned long value = 1;
5865
5866         zone = page_zone(page);
5867         pfn = page_to_pfn(page);
5868         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5869         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5870         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5871         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5872
5873         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5874                 if (flags & value)
5875                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5876                 else
5877                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5878 }
5879
5880 /*
5881  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
5882  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
5883  *
5884  * PageLRU check wihtout isolation or lru_lock could race so that
5885  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. It means you can't
5886  * expect this function should be exact.
5887  */
5888 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
5889                          bool skip_hwpoisoned_pages)
5890 {
5891         unsigned long pfn, iter, found;
5892         int mt;
5893
5894         /*
5895          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5896          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains unmovable pages
5897          */
5898         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5899                 return false;
5900         mt = get_pageblock_migratetype(page);
5901         if (mt == MIGRATE_MOVABLE || is_migrate_cma(mt))
5902                 return false;
5903
5904         pfn = page_to_pfn(page);
5905         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5906                 unsigned long check = pfn + iter;
5907
5908                 if (!pfn_valid_within(check))
5909                         continue;
5910
5911                 page = pfn_to_page(check);
5912                 /*
5913                  * We can't use page_count without pin a page
5914                  * because another CPU can free compound page.
5915                  * This check already skips compound tails of THP
5916                  * because their page->_count is zero at all time.
5917                  */
5918                 if (!atomic_read(&page->_count)) {
5919                         if (PageBuddy(page))
5920                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5921                         continue;
5922                 }
5923
5924                 /*
5925                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
5926                  * page_count() is not 0.
5927                  */
5928                 if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page))
5929                         continue;
5930
5931                 if (!PageLRU(page))
5932                         found++;
5933                 /*
5934                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5935                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5936                  * and it still to be fixed.
5937                  */
5938                 /*
5939                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5940                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5941                  *
5942                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5943                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5944                  * page at boot.
5945                  */
5946                 if (found > count)
5947                         return true;
5948         }
5949         return false;
5950 }
5951
5952 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5953 {
5954         struct zone *zone;
5955         unsigned long pfn;
5956
5957         /*
5958          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5959          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5960          * the zone but still within the section.
5961          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
5962          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
5963          */
5964         if (!node_online(page_to_nid(page)))
5965                 return false;
5966
5967         zone = page_zone(page);
5968         pfn = page_to_pfn(page);
5969         if (zone->zone_start_pfn > pfn ||
5970                         zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages <= pfn)
5971                 return false;
5972
5973         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, true);
5974 }
5975
5976 #ifdef CONFIG_CMA
5977
5978 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
5979 {
5980         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
5981                              pageblock_nr_pages) - 1);
5982 }
5983
5984 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
5985 {
5986         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
5987                                 pageblock_nr_pages));
5988 }
5989
5990 /* [start, end) must belong to a single zone. */
5991 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
5992                                         unsigned long start, unsigned long end)
5993 {
5994         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
5995         unsigned long nr_reclaimed;
5996         unsigned long pfn = start;
5997         unsigned int tries = 0;
5998         int ret = 0;
5999
6000         migrate_prep();
6001
6002         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
6003                 if (fatal_signal_pending(current)) {
6004                         ret = -EINTR;
6005                         break;
6006                 }
6007
6008                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
6009                         cc->nr_migratepages = 0;
6010                         pfn = isolate_migratepages_range(cc->zone, cc,
6011                                                          pfn, end, true);
6012                         if (!pfn) {
6013                                 ret = -EINTR;
6014                                 break;
6015                         }
6016                         tries = 0;
6017                 } else if (++tries == 5) {
6018                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
6019                         break;
6020                 }
6021
6022                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
6023                                                         &cc->migratepages);
6024                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
6025
6026                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages,
6027                                     alloc_migrate_target,
6028                                     0, false, MIGRATE_SYNC,
6029                                     MR_CMA);
6030         }
6031         if (ret < 0) {
6032                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
6033                 return ret;
6034         }
6035         return 0;
6036 }
6037
6038 /**
6039  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
6040  * @start:      start PFN to allocate
6041  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
6042  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
6043  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
6044  *                      in range must have the same migratetype and it must
6045  *                      be either of the two.
6046  *
6047  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
6048  * aligned, however it's the caller's responsibility to guarantee that
6049  * we are the only thread that changes migrate type of pageblocks the
6050  * pages fall in.
6051  *
6052  * The PFN range must belong to a single zone.
6053  *
6054  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
6055  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
6056  * need to be freed with free_contig_range().
6057  */
6058 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
6059                        unsigned migratetype)
6060 {
6061         unsigned long outer_start, outer_end;
6062         int ret = 0, order;
6063
6064         struct compact_control cc = {
6065                 .nr_migratepages = 0,
6066                 .order = -1,
6067                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
6068                 .sync = true,
6069                 .ignore_skip_hint = true,
6070         };
6071         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
6072
6073         /*
6074          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
6075          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
6076          * have different sizes, and due to the way page allocator
6077          * work, we align the range to biggest of the two pages so
6078          * that page allocator won't try to merge buddies from
6079          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
6080          * other migration type.
6081          *
6082          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
6083          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
6084          * we are interested in).  This will put all the pages in
6085          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
6086          *
6087          * When this is done, we take the pages in range from page
6088          * allocator removing them from the buddy system.  This way
6089          * page allocator will never consider using them.
6090          *
6091          * This lets us mark the pageblocks back as
6092          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
6093          * aligned range but not in the unaligned, original range are
6094          * put back to page allocator so that buddy can use them.
6095          */
6096
6097         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6098                                        pfn_max_align_up(end), migratetype,
6099                                        false);
6100         if (ret)
6101                 return ret;
6102
6103         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
6104         if (ret)
6105                 goto done;
6106
6107         /*
6108          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
6109          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
6110          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
6111          * What we are going to do is to allocate all pages from
6112          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
6113          *
6114          * The only problem is that pages at the beginning and at the
6115          * end of interesting range may be not aligned with pages that
6116          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
6117          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
6118          * once this is done free the pages we are not interested in.
6119          *
6120          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
6121          * isolated thus they won't get removed from buddy.
6122          */
6123
6124         lru_add_drain_all();
6125         drain_all_pages();
6126
6127         order = 0;
6128         outer_start = start;
6129         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
6130                 if (++order >= MAX_ORDER) {
6131                         ret = -EBUSY;
6132                         goto done;
6133                 }
6134                 outer_start &= ~0UL << order;
6135         }
6136
6137         /* Make sure the range is really isolated. */
6138         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
6139                 pr_warn("alloc_contig_range test_pages_isolated(%lx, %lx) failed\n",
6140                        outer_start, end);
6141                 ret = -EBUSY;
6142                 goto done;
6143         }
6144
6145
6146         /* Grab isolated pages from freelists. */
6147         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
6148         if (!outer_end) {
6149                 ret = -EBUSY;
6150                 goto done;
6151         }
6152
6153         /* Free head and tail (if any) */
6154         if (start != outer_start)
6155                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
6156         if (end != outer_end)
6157                 free_contig_range(end, outer_end - end);
6158
6159 done:
6160         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6161                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
6162         return ret;
6163 }
6164
6165 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
6166 {
6167         unsigned int count = 0;
6168
6169         for (; nr_pages--; pfn++) {
6170                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
6171
6172                 count += page_count(page) != 1;
6173                 __free_page(page);
6174         }
6175         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
6176 }
6177 #endif
6178
6179 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6180 static int __meminit __zone_pcp_update(void *data)
6181 {
6182         struct zone *zone = data;
6183         int cpu;
6184         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
6185
6186         for_each_possible_cpu(cpu) {
6187                 struct per_cpu_pageset *pset;
6188                 struct per_cpu_pages *pcp;
6189
6190                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6191                 pcp = &pset->pcp;
6192
6193                 local_irq_save(flags);
6194                 if (pcp->count > 0)
6195                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
6196                 drain_zonestat(zone, pset);
6197                 setup_pageset(pset, batch);
6198                 local_irq_restore(flags);
6199         }
6200         return 0;
6201 }
6202
6203 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
6204 {
6205         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
6206 }
6207 #endif
6208
6209 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
6210 {
6211         unsigned long flags;
6212         int cpu;
6213         struct per_cpu_pageset *pset;
6214
6215         /* avoid races with drain_pages()  */
6216         local_irq_save(flags);
6217         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
6218                 for_each_online_cpu(cpu) {
6219                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6220                         drain_zonestat(zone, pset);
6221                 }
6222                 free_percpu(zone->pageset);
6223                 zone->pageset = &boot_pageset;
6224         }
6225         local_irq_restore(flags);
6226 }
6227
6228 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
6229 /*
6230  * All pages in the range must be isolated before calling this.
6231  */
6232 void
6233 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
6234 {
6235         struct page *page;
6236         struct zone *zone;
6237         int order, i;
6238         unsigned long pfn;
6239         unsigned long flags;
6240         /* find the first valid pfn */
6241         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
6242                 if (pfn_valid(pfn))
6243                         break;
6244         if (pfn == end_pfn)
6245                 return;
6246         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
6247         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6248         pfn = start_pfn;
6249         while (pfn < end_pfn) {
6250                 if (!pfn_valid(pfn)) {
6251                         pfn++;
6252                         continue;
6253                 }
6254                 page = pfn_to_page(pfn);
6255                 /*
6256                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6257                  * page_count() is not 0.
6258                  */
6259                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
6260                         pfn++;
6261                         SetPageReserved(page);
6262                         continue;
6263                 }
6264
6265                 BUG_ON(page_count(page));
6266                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
6267                 order = page_order(page);
6268 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
6269                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
6270                        pfn, 1 << order, end_pfn);
6271 #endif
6272                 list_del(&page->lru);
6273                 rmv_page_order(page);
6274                 zone->free_area[order].nr_free--;
6275                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
6276                         SetPageReserved((page+i));
6277                 pfn += (1 << order);
6278         }
6279         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6280 }
6281 #endif
6282
6283 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6284 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
6285 {
6286         struct zone *zone = page_zone(page);
6287         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
6288         unsigned long flags;
6289         int order;
6290
6291         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6292         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
6293                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
6294
6295                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
6296                         break;
6297         }
6298         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6299
6300         return order < MAX_ORDER;
6301 }
6302 #endif
6303
6304 static const struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
6305         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
6306         {1UL << PG_error,               "error"         },
6307         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
6308         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
6309         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
6310         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
6311         {1UL << PG_active,              "active"        },
6312         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
6313         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
6314         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
6315         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
6316         {1UL << PG_private,             "private"       },
6317         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
6318         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
6319 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
6320         {1UL << PG_head,                "head"          },
6321         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
6322 #else
6323         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
6324 #endif
6325         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
6326         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
6327         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
6328         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
6329         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
6330 #ifdef CONFIG_MMU
6331         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
6332 #endif
6333 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
6334         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
6335 #endif
6336 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6337         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
6338 #endif
6339 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6340         {1UL << PG_compound_lock,       "compound_lock" },
6341 #endif
6342 };
6343
6344 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
6345 {
6346         const char *delim = "";
6347         unsigned long mask;
6348         int i;
6349
6350         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(pageflag_names) != __NR_PAGEFLAGS);
6351
6352         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
6353
6354         /* remove zone id */
6355         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
6356
6357         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pageflag_names) && flags; i++) {
6358
6359                 mask = pageflag_names[i].mask;
6360                 if ((flags & mask) != mask)
6361                         continue;
6362
6363                 flags &= ~mask;
6364                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
6365                 delim = "|";
6366         }
6367
6368         /* check for left over flags */
6369         if (flags)
6370                 printk("%s%#lx", delim, flags);
6371
6372         printk(")\n");
6373 }
6374
6375 void dump_page(struct page *page)
6376 {
6377         printk(KERN_ALERT
6378                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
6379                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
6380                 page->mapping, page->index);
6381         dump_page_flags(page->flags);
6382         mem_cgroup_print_bad_page(page);
6383 }