94f33e2b7f0bfa63c3d5d390613c2a03a8d86c81
[pandora-kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49 #include <linux/kmemleak.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53 #include "internal.h"
54
55 /*
56  * Array of node states.
57  */
58 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
59         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
60         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifndef CONFIG_NUMA
62         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif
66         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif  /* NUMA */
68 };
69 EXPORT_SYMBOL(node_states);
70
71 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
72 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
73 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
74 int percpu_pagelist_fraction;
75
76 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
77 int pageblock_order __read_mostly;
78 #endif
79
80 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
81
82 /*
83  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
84  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
85  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
86  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
87  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
88  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
89  *
90  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
91  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
92  */
93 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
95          256,
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101          32,
102 #endif
103          32,
104 };
105
106 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
107
108 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
110          "DMA",
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
113          "DMA32",
114 #endif
115          "Normal",
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117          "HighMem",
118 #endif
119          "Movable",
120 };
121
122 int min_free_kbytes = 1024;
123
124 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
125 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
126 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
127
128 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
129   /*
130    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
131    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
132    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
133    * so the number of times add_active_range() can be called is
134    * related to the number of nodes and the number of holes
135    */
136   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
138     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139   #else
140     #if MAX_NUMNODES >= 32
141       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
142       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
143     #else
144       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
146     #endif
147   #endif
148
149   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
150   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
153   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171
172         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
173                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
174
175         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
176                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
177 }
178
179 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
180 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
181 {
182         int ret = 0;
183         unsigned seq;
184         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
185
186         do {
187                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
188                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
189                         ret = 1;
190                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
191                         ret = 1;
192         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
193
194         return ret;
195 }
196
197 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
198 {
199         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
200                 return 0;
201         if (zone != page_zone(page))
202                 return 0;
203
204         return 1;
205 }
206 /*
207  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
208  */
209 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
210 {
211         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
212                 return 1;
213         if (!page_is_consistent(zone, page))
214                 return 1;
215
216         return 0;
217 }
218 #else
219 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
220 {
221         return 0;
222 }
223 #endif
224
225 static void bad_page(struct page *page)
226 {
227         static unsigned long resume;
228         static unsigned long nr_shown;
229         static unsigned long nr_unshown;
230
231         /*
232          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
233          * or allow a steady drip of one report per second.
234          */
235         if (nr_shown == 60) {
236                 if (time_before(jiffies, resume)) {
237                         nr_unshown++;
238                         goto out;
239                 }
240                 if (nr_unshown) {
241                         printk(KERN_ALERT
242                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
243                                 nr_unshown);
244                         nr_unshown = 0;
245                 }
246                 nr_shown = 0;
247         }
248         if (nr_shown++ == 0)
249                 resume = jiffies + 60 * HZ;
250
251         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
252                 current->comm, page_to_pfn(page));
253         printk(KERN_ALERT
254                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
255                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
256                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
257
258         dump_stack();
259 out:
260         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
261         __ClearPageBuddy(page);
262         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
263 }
264
265 /*
266  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
267  *
268  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
269  *
270  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
271  *
272  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
273  * the head page (even the head page has this).
274  *
275  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
276  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
277  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
278  */
279
280 static void free_compound_page(struct page *page)
281 {
282         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
283 }
284
285 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
286 {
287         int i;
288         int nr_pages = 1 << order;
289
290         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
291         set_compound_order(page, order);
292         __SetPageHead(page);
293         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
294                 struct page *p = page + i;
295
296                 __SetPageTail(p);
297                 p->first_page = page;
298         }
299 }
300
301 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
302 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
303 {
304         int i;
305         int nr_pages = 1 << order;
306         struct page *p = page + 1;
307
308         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
309         set_compound_order(page, order);
310         __SetPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
312                 __SetPageTail(p);
313                 p->first_page = page;
314         }
315 }
316 #endif
317
318 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
319 {
320         int i;
321         int nr_pages = 1 << order;
322         int bad = 0;
323
324         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
325             unlikely(!PageHead(page))) {
326                 bad_page(page);
327                 bad++;
328         }
329
330         __ClearPageHead(page);
331
332         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
333                 struct page *p = page + i;
334
335                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
336                         bad_page(page);
337                         bad++;
338                 }
339                 __ClearPageTail(p);
340         }
341
342         return bad;
343 }
344
345 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
346 {
347         int i;
348
349         /*
350          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
351          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
352          */
353         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
354         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
355                 clear_highpage(page + i);
356 }
357
358 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
359 {
360         set_page_private(page, order);
361         __SetPageBuddy(page);
362 }
363
364 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
365 {
366         __ClearPageBuddy(page);
367         set_page_private(page, 0);
368 }
369
370 /*
371  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
372  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
373  *
374  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
375  * the following equation:
376  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
377  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
378  * 1 buddy is #10:
379  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
380  *
381  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
382  * satisfies the following equation:
383  *     P = B & ~(1 << O)
384  *
385  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
386  */
387 static inline struct page *
388 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
389 {
390         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
391
392         return page + (buddy_idx - page_idx);
393 }
394
395 static inline unsigned long
396 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
397 {
398         return (page_idx & ~(1 << order));
399 }
400
401 /*
402  * This function checks whether a page is free && is the buddy
403  * we can do coalesce a page and its buddy if
404  * (a) the buddy is not in a hole &&
405  * (b) the buddy is in the buddy system &&
406  * (c) a page and its buddy have the same order &&
407  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
408  *
409  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
410  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
411  *
412  * For recording page's order, we use page_private(page).
413  */
414 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
415                                                                 int order)
416 {
417         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
418                 return 0;
419
420         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
421                 return 0;
422
423         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
424                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
425                 return 1;
426         }
427         return 0;
428 }
429
430 /*
431  * Freeing function for a buddy system allocator.
432  *
433  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
434  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
435  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
436  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
437  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
438  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
439  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
440  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
441  * parts of the VM system.
442  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
443  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
444  * order is recorded in page_private(page) field.
445  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
446  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
447  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
448  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
449  * triggers coalescing into a block of larger size.            
450  *
451  * -- wli
452  */
453
454 static inline void __free_one_page(struct page *page,
455                 struct zone *zone, unsigned int order)
456 {
457         unsigned long page_idx;
458         int order_size = 1 << order;
459         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
460
461         if (unlikely(PageCompound(page)))
462                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
463                         return;
464
465         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
466
467         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
468         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
469
470         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
471         while (order < MAX_ORDER-1) {
472                 unsigned long combined_idx;
473                 struct page *buddy;
474
475                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
476                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
477                         break;
478
479                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
480                 list_del(&buddy->lru);
481                 zone->free_area[order].nr_free--;
482                 rmv_page_order(buddy);
483                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
484                 page = page + (combined_idx - page_idx);
485                 page_idx = combined_idx;
486                 order++;
487         }
488         set_page_order(page, order);
489         list_add(&page->lru,
490                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
491         zone->free_area[order].nr_free++;
492 }
493
494 static inline int free_pages_check(struct page *page)
495 {
496         free_page_mlock(page);
497         if (unlikely(page_mapcount(page) |
498                 (page->mapping != NULL)  |
499                 (page_count(page) != 0)  |
500                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
501                 bad_page(page);
502                 return 1;
503         }
504         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
505                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
506         return 0;
507 }
508
509 /*
510  * Frees a list of pages. 
511  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
512  * count is the number of pages to free.
513  *
514  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
515  * see if this freeing clears that state.
516  *
517  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
518  * pinned" detection logic.
519  */
520 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
521                                         struct list_head *list, int order)
522 {
523         spin_lock(&zone->lock);
524         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
525         zone->pages_scanned = 0;
526         while (count--) {
527                 struct page *page;
528
529                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
530                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
531                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
532                 list_del(&page->lru);
533                 __free_one_page(page, zone, order);
534         }
535         spin_unlock(&zone->lock);
536 }
537
538 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
539 {
540         spin_lock(&zone->lock);
541         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
542         zone->pages_scanned = 0;
543         __free_one_page(page, zone, order);
544         spin_unlock(&zone->lock);
545 }
546
547 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int i;
551         int bad = 0;
552
553         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
554                 bad += free_pages_check(page + i);
555         if (bad)
556                 return;
557
558         if (!PageHighMem(page)) {
559                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
560                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
561                                            PAGE_SIZE << order);
562         }
563         arch_free_page(page, order);
564         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
565
566         local_irq_save(flags);
567         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
568         free_one_page(page_zone(page), page, order);
569         local_irq_restore(flags);
570 }
571
572 /*
573  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
574  */
575 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
576 {
577         if (order == 0) {
578                 __ClearPageReserved(page);
579                 set_page_count(page, 0);
580                 set_page_refcounted(page);
581                 __free_page(page);
582         } else {
583                 int loop;
584
585                 prefetchw(page);
586                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
587                         struct page *p = &page[loop];
588
589                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
590                                 prefetchw(p + 1);
591                         __ClearPageReserved(p);
592                         set_page_count(p, 0);
593                 }
594
595                 set_page_refcounted(page);
596                 __free_pages(page, order);
597         }
598 }
599
600
601 /*
602  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
603  * Please do not alter this order without good reasons and regression
604  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
605  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
606  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
607  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
608  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
609  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
610  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
611  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
612  *
613  * -- wli
614  */
615 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
616         int low, int high, struct free_area *area,
617         int migratetype)
618 {
619         unsigned long size = 1 << high;
620
621         while (high > low) {
622                 area--;
623                 high--;
624                 size >>= 1;
625                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
626                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
627                 area->nr_free++;
628                 set_page_order(&page[size], high);
629         }
630 }
631
632 /*
633  * This page is about to be returned from the page allocator
634  */
635 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
636 {
637         if (unlikely(page_mapcount(page) |
638                 (page->mapping != NULL)  |
639                 (page_count(page) != 0)  |
640                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
641                 bad_page(page);
642                 return 1;
643         }
644
645         set_page_private(page, 0);
646         set_page_refcounted(page);
647
648         arch_alloc_page(page, order);
649         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
650
651         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
652                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
653
654         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
655                 prep_compound_page(page, order);
656
657         return 0;
658 }
659
660 /*
661  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
662  * the smallest available page from the freelists
663  */
664 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
665                                                 int migratetype)
666 {
667         unsigned int current_order;
668         struct free_area * area;
669         struct page *page;
670
671         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
672         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
673                 area = &(zone->free_area[current_order]);
674                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
675                         continue;
676
677                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
678                                                         struct page, lru);
679                 list_del(&page->lru);
680                 rmv_page_order(page);
681                 area->nr_free--;
682                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
683                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
684                 return page;
685         }
686
687         return NULL;
688 }
689
690
691 /*
692  * This array describes the order lists are fallen back to when
693  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
694  */
695 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
696         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
697         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
698         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
699         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
700 };
701
702 /*
703  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
704  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
705  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
706  */
707 static int move_freepages(struct zone *zone,
708                           struct page *start_page, struct page *end_page,
709                           int migratetype)
710 {
711         struct page *page;
712         unsigned long order;
713         int pages_moved = 0;
714
715 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
716         /*
717          * page_zone is not safe to call in this context when
718          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
719          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
720          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
721          * grouping pages by mobility
722          */
723         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
724 #endif
725
726         for (page = start_page; page <= end_page;) {
727                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
728                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
729
730                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
731                         page++;
732                         continue;
733                 }
734
735                 if (!PageBuddy(page)) {
736                         page++;
737                         continue;
738                 }
739
740                 order = page_order(page);
741                 list_del(&page->lru);
742                 list_add(&page->lru,
743                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
744                 page += 1 << order;
745                 pages_moved += 1 << order;
746         }
747
748         return pages_moved;
749 }
750
751 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
752                                 int migratetype)
753 {
754         unsigned long start_pfn, end_pfn;
755         struct page *start_page, *end_page;
756
757         start_pfn = page_to_pfn(page);
758         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
759         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
760         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
761         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
762
763         /* Do not cross zone boundaries */
764         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
765                 start_page = page;
766         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
767                 return 0;
768
769         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
770 }
771
772 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
773 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
774                                                 int start_migratetype)
775 {
776         struct free_area * area;
777         int current_order;
778         struct page *page;
779         int migratetype, i;
780
781         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
782         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
783                                                 --current_order) {
784                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
785                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
786
787                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
788                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
789                                 continue;
790
791                         area = &(zone->free_area[current_order]);
792                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
793                                 continue;
794
795                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
796                                         struct page, lru);
797                         area->nr_free--;
798
799                         /*
800                          * If breaking a large block of pages, move all free
801                          * pages to the preferred allocation list. If falling
802                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
803                          * agressive about taking ownership of free pages
804                          */
805                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
806                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
807                                 unsigned long pages;
808                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
809                                                                 start_migratetype);
810
811                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
812                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
813                                         set_pageblock_migratetype(page,
814                                                                 start_migratetype);
815
816                                 migratetype = start_migratetype;
817                         }
818
819                         /* Remove the page from the freelists */
820                         list_del(&page->lru);
821                         rmv_page_order(page);
822                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
823                                                         -(1UL << order));
824
825                         if (current_order == pageblock_order)
826                                 set_pageblock_migratetype(page,
827                                                         start_migratetype);
828
829                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
830                         return page;
831                 }
832         }
833
834         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
835         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
836 }
837
838 /*
839  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
840  * Call me with the zone->lock already held.
841  */
842 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
843                                                 int migratetype)
844 {
845         struct page *page;
846
847         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
848
849         if (unlikely(!page))
850                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
851
852         return page;
853 }
854
855 /* 
856  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
857  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
858  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
859  */
860 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
861                         unsigned long count, struct list_head *list,
862                         int migratetype)
863 {
864         int i;
865         
866         spin_lock(&zone->lock);
867         for (i = 0; i < count; ++i) {
868                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
869                 if (unlikely(page == NULL))
870                         break;
871
872                 /*
873                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
874                  * in physical page order. The page is added to the callers and
875                  * list and the list head then moves forward. From the callers
876                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
877                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
878                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
879                  * properly.
880                  */
881                 list_add(&page->lru, list);
882                 set_page_private(page, migratetype);
883                 list = &page->lru;
884         }
885         spin_unlock(&zone->lock);
886         return i;
887 }
888
889 #ifdef CONFIG_NUMA
890 /*
891  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
892  * currently executing processor on remote nodes after they have
893  * expired.
894  *
895  * Note that this function must be called with the thread pinned to
896  * a single processor.
897  */
898 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
899 {
900         unsigned long flags;
901         int to_drain;
902
903         local_irq_save(flags);
904         if (pcp->count >= pcp->batch)
905                 to_drain = pcp->batch;
906         else
907                 to_drain = pcp->count;
908         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
909         pcp->count -= to_drain;
910         local_irq_restore(flags);
911 }
912 #endif
913
914 /*
915  * Drain pages of the indicated processor.
916  *
917  * The processor must either be the current processor and the
918  * thread pinned to the current processor or a processor that
919  * is not online.
920  */
921 static void drain_pages(unsigned int cpu)
922 {
923         unsigned long flags;
924         struct zone *zone;
925
926         for_each_populated_zone(zone) {
927                 struct per_cpu_pageset *pset;
928                 struct per_cpu_pages *pcp;
929
930                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
931
932                 pcp = &pset->pcp;
933                 local_irq_save(flags);
934                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
935                 pcp->count = 0;
936                 local_irq_restore(flags);
937         }
938 }
939
940 /*
941  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
942  */
943 void drain_local_pages(void *arg)
944 {
945         drain_pages(smp_processor_id());
946 }
947
948 /*
949  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
950  */
951 void drain_all_pages(void)
952 {
953         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
954 }
955
956 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
957
958 void mark_free_pages(struct zone *zone)
959 {
960         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
961         unsigned long flags;
962         int order, t;
963         struct list_head *curr;
964
965         if (!zone->spanned_pages)
966                 return;
967
968         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
969
970         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
971         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
972                 if (pfn_valid(pfn)) {
973                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
974
975                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
976                                 swsusp_unset_page_free(page);
977                 }
978
979         for_each_migratetype_order(order, t) {
980                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
981                         unsigned long i;
982
983                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
984                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
985                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
986                 }
987         }
988         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
989 }
990 #endif /* CONFIG_PM */
991
992 /*
993  * Free a 0-order page
994  */
995 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
996 {
997         struct zone *zone = page_zone(page);
998         struct per_cpu_pages *pcp;
999         unsigned long flags;
1000
1001         if (PageAnon(page))
1002                 page->mapping = NULL;
1003         if (free_pages_check(page))
1004                 return;
1005
1006         if (!PageHighMem(page)) {
1007                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1008                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1009         }
1010         arch_free_page(page, 0);
1011         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1012
1013         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1014         local_irq_save(flags);
1015         __count_vm_event(PGFREE);
1016         if (cold)
1017                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1018         else
1019                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1020         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1021         pcp->count++;
1022         if (pcp->count >= pcp->high) {
1023                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1024                 pcp->count -= pcp->batch;
1025         }
1026         local_irq_restore(flags);
1027         put_cpu();
1028 }
1029
1030 void free_hot_page(struct page *page)
1031 {
1032         free_hot_cold_page(page, 0);
1033 }
1034         
1035 void free_cold_page(struct page *page)
1036 {
1037         free_hot_cold_page(page, 1);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1042  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1043  * Each sub-page must be freed individually.
1044  *
1045  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1046  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1047  */
1048 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1049 {
1050         int i;
1051
1052         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1053         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1054         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1055                 set_page_refcounted(page + i);
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1060  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1061  * or two.
1062  */
1063 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1064                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1065                         int migratetype)
1066 {
1067         unsigned long flags;
1068         struct page *page;
1069         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1070         int cpu;
1071
1072 again:
1073         cpu  = get_cpu();
1074         if (likely(order == 0)) {
1075                 struct per_cpu_pages *pcp;
1076
1077                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1078                 local_irq_save(flags);
1079                 if (!pcp->count) {
1080                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1081                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1082                         if (unlikely(!pcp->count))
1083                                 goto failed;
1084                 }
1085
1086                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1087                 if (cold) {
1088                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1089                                 if (page_private(page) == migratetype)
1090                                         break;
1091                 } else {
1092                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1093                                 if (page_private(page) == migratetype)
1094                                         break;
1095                 }
1096
1097                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1098                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1099                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1100                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1101                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1102                 }
1103
1104                 list_del(&page->lru);
1105                 pcp->count--;
1106         } else {
1107                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1108                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1109                 spin_unlock(&zone->lock);
1110                 if (!page)
1111                         goto failed;
1112         }
1113
1114         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1115         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1116         local_irq_restore(flags);
1117         put_cpu();
1118
1119         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1120         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1121                 goto again;
1122         return page;
1123
1124 failed:
1125         local_irq_restore(flags);
1126         put_cpu();
1127         return NULL;
1128 }
1129
1130 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1131 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1132 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1133 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1134 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1135 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1136 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1137
1138 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1139
1140 static struct fail_page_alloc_attr {
1141         struct fault_attr attr;
1142
1143         u32 ignore_gfp_highmem;
1144         u32 ignore_gfp_wait;
1145         u32 min_order;
1146
1147 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1148
1149         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1150         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1151         struct dentry *min_order_file;
1152
1153 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1154
1155 } fail_page_alloc = {
1156         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1157         .ignore_gfp_wait = 1,
1158         .ignore_gfp_highmem = 1,
1159         .min_order = 1,
1160 };
1161
1162 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1163 {
1164         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1165 }
1166 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1167
1168 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1169 {
1170         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1171                 return 0;
1172         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1173                 return 0;
1174         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1175                 return 0;
1176         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1177                 return 0;
1178
1179         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1180 }
1181
1182 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1183
1184 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1185 {
1186         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1187         struct dentry *dir;
1188         int err;
1189
1190         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1191                                        "fail_page_alloc");
1192         if (err)
1193                 return err;
1194         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1195
1196         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1197                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1198                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1199
1200         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1201                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1202                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1203         fail_page_alloc.min_order_file =
1204                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1205                                    &fail_page_alloc.min_order);
1206
1207         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1208             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1209             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1210                 err = -ENOMEM;
1211                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1212                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1213                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1214                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1215         }
1216
1217         return err;
1218 }
1219
1220 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1221
1222 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1223
1224 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1225
1226 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1227 {
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1232
1233 /*
1234  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1235  * of the allocation.
1236  */
1237 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1238                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1239 {
1240         /* free_pages my go negative - that's OK */
1241         long min = mark;
1242         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1243         int o;
1244
1245         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1246                 min -= min / 2;
1247         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1248                 min -= min / 4;
1249
1250         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1251                 return 0;
1252         for (o = 0; o < order; o++) {
1253                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1254                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1255
1256                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1257                 min >>= 1;
1258
1259                 if (free_pages <= min)
1260                         return 0;
1261         }
1262         return 1;
1263 }
1264
1265 #ifdef CONFIG_NUMA
1266 /*
1267  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1268  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1269  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1270  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1271  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1272  *
1273  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1274  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1275  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1276  *
1277  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1278  * nothing and returns NULL.
1279  *
1280  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1281  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1282  *
1283  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1284  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1285  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1286  * quickly as we can.
1287  */
1288 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1289 {
1290         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1291         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1292
1293         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1294         if (!zlc)
1295                 return NULL;
1296
1297         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1298                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1299                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1300         }
1301
1302         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1303                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1304                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1305         return allowednodes;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1310  * if it is worth looking at further for free memory:
1311  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1312  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1313  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1314  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1315  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1316  * else return false (zero) if it is not.
1317  *
1318  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1319  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1320  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1321  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1322  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1323  * into the second scan of the zonelist.
1324  *
1325  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1326  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1327  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1328  * unturned looking for a free page.
1329  */
1330 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1331                                                 nodemask_t *allowednodes)
1332 {
1333         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1334         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1335         int n;                          /* node that zone *z is on */
1336
1337         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1338         if (!zlc)
1339                 return 1;
1340
1341         i = z - zonelist->_zonerefs;
1342         n = zlc->z_to_n[i];
1343
1344         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1345         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1350  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1351  * from that zone don't waste time re-examining it.
1352  */
1353 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1354 {
1355         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1356         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1357
1358         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1359         if (!zlc)
1360                 return;
1361
1362         i = z - zonelist->_zonerefs;
1363
1364         set_bit(i, zlc->fullzones);
1365 }
1366
1367 #else   /* CONFIG_NUMA */
1368
1369 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1370 {
1371         return NULL;
1372 }
1373
1374 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1375                                 nodemask_t *allowednodes)
1376 {
1377         return 1;
1378 }
1379
1380 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1381 {
1382 }
1383 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1384
1385 /*
1386  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1387  * a page.
1388  */
1389 static struct page *
1390 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1391                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1392                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1393 {
1394         struct zoneref *z;
1395         struct page *page = NULL;
1396         int classzone_idx;
1397         struct zone *zone;
1398         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1399         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1400         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1401
1402         if (WARN_ON_ONCE(order >= MAX_ORDER))
1403                 return NULL;
1404
1405         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1406 zonelist_scan:
1407         /*
1408          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1409          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1410          */
1411         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1412                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1413                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1414                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1415                                 continue;
1416                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1417                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1418                                 goto try_next_zone;
1419
1420                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1421                         unsigned long mark;
1422                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1423                                 mark = zone->pages_min;
1424                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1425                                 mark = zone->pages_low;
1426                         else
1427                                 mark = zone->pages_high;
1428                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1429                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1430                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1431                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1432                                         goto this_zone_full;
1433                         }
1434                 }
1435
1436                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1437                                                 gfp_mask, migratetype);
1438                 if (page)
1439                         break;
1440 this_zone_full:
1441                 if (NUMA_BUILD)
1442                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1443 try_next_zone:
1444                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1445                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1446                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1447                         zlc_active = 1;
1448                         did_zlc_setup = 1;
1449                 }
1450         }
1451
1452         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1453                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1454                 zlc_active = 0;
1455                 goto zonelist_scan;
1456         }
1457         return page;
1458 }
1459
1460 static inline int
1461 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1462                                 unsigned long pages_reclaimed)
1463 {
1464         /* Do not loop if specifically requested */
1465         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1466                 return 0;
1467
1468         /*
1469          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1470          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1471          * implementations.
1472          */
1473         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1474                 return 1;
1475
1476         /*
1477          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1478          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1479          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1480          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1481          * allocation still fails, we stop retrying.
1482          */
1483         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1484                 return 1;
1485
1486         /*
1487          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1488          * explicitly requests that.
1489          */
1490         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1491                 return 1;
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static inline struct page *
1497 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1498         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1499         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1500         int migratetype)
1501 {
1502         struct page *page;
1503
1504         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1505         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1506                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1507                 return NULL;
1508         }
1509
1510         /*
1511          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1512          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1513          * we're still under heavy pressure.
1514          */
1515         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1516                 order, zonelist, high_zoneidx,
1517                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1518                 preferred_zone, migratetype);
1519         if (page)
1520                 goto out;
1521
1522         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1523         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1524                 goto out;
1525
1526         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1527         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1528
1529 out:
1530         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1531         return page;
1532 }
1533
1534 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1535 static inline struct page *
1536 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1537         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1538         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1539         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1540 {
1541         struct page *page = NULL;
1542         struct reclaim_state reclaim_state;
1543         struct task_struct *p = current;
1544
1545         cond_resched();
1546
1547         /* We now go into synchronous reclaim */
1548         cpuset_memory_pressure_bump();
1549
1550         /*
1551          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1552          */
1553         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1554         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1555         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1556         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1557
1558         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1559
1560         p->reclaim_state = NULL;
1561         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1562         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1563
1564         cond_resched();
1565
1566         if (order != 0)
1567                 drain_all_pages();
1568
1569         if (likely(*did_some_progress))
1570                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1571                                         zonelist, high_zoneidx,
1572                                         alloc_flags, preferred_zone,
1573                                         migratetype);
1574         return page;
1575 }
1576
1577 /*
1578  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1579  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1580  */
1581 static inline struct page *
1582 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1583         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1584         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1585         int migratetype)
1586 {
1587         struct page *page;
1588
1589         do {
1590                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1591                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1592                         preferred_zone, migratetype);
1593
1594                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1595                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1596         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1597
1598         return page;
1599 }
1600
1601 static inline
1602 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1603                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1604 {
1605         struct zoneref *z;
1606         struct zone *zone;
1607
1608         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1609                 wakeup_kswapd(zone, order);
1610 }
1611
1612 static inline int
1613 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1614 {
1615         struct task_struct *p = current;
1616         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1617         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1618
1619         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1620         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1621
1622         /*
1623          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1624          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1625          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1626          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1627          */
1628         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1629
1630         if (!wait) {
1631                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1632                 /*
1633                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1634                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1635                  */
1636                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1637         } else if (unlikely(rt_task(p)))
1638                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1639
1640         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1641                 if (!in_interrupt() &&
1642                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1643                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1644                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1645         }
1646
1647         return alloc_flags;
1648 }
1649
1650 static inline struct page *
1651 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1652         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1653         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1654         int migratetype)
1655 {
1656         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1657         struct page *page = NULL;
1658         int alloc_flags;
1659         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1660         unsigned long did_some_progress;
1661         struct task_struct *p = current;
1662
1663         /*
1664          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1665          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1666          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1667          * using a larger set of nodes after it has established that the
1668          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1669          * over allocated.
1670          */
1671         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1672                 goto nopage;
1673
1674         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1675
1676         /*
1677          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1678          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1679          * to how we want to proceed.
1680          */
1681         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1682
1683 restart:
1684         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1685         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1686                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1687                         preferred_zone, migratetype);
1688         if (page)
1689                 goto got_pg;
1690
1691 rebalance:
1692         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1693         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1694                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1695                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1696                                 preferred_zone, migratetype);
1697                 if (page)
1698                         goto got_pg;
1699         }
1700
1701         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1702         if (!wait)
1703                 goto nopage;
1704
1705         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1706         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1707                 goto nopage;
1708
1709         /* Try direct reclaim and then allocating */
1710         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1711                                         zonelist, high_zoneidx,
1712                                         nodemask,
1713                                         alloc_flags, preferred_zone,
1714                                         migratetype, &did_some_progress);
1715         if (page)
1716                 goto got_pg;
1717
1718         /*
1719          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1720          * running out of options and have to consider going OOM
1721          */
1722         if (!did_some_progress) {
1723                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1724                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1725                                         zonelist, high_zoneidx,
1726                                         nodemask, preferred_zone,
1727                                         migratetype);
1728                         if (page)
1729                                 goto got_pg;
1730
1731                         /*
1732                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1733                          * but if no progress is being made, there are no other
1734                          * options and retrying is unlikely to help
1735                          */
1736                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1737                                 goto nopage;
1738
1739                         goto restart;
1740                 }
1741         }
1742
1743         /* Check if we should retry the allocation */
1744         pages_reclaimed += did_some_progress;
1745         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1746                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1747                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1748                 goto rebalance;
1749         }
1750
1751 nopage:
1752         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1753                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1754                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1755                         p->comm, order, gfp_mask);
1756                 dump_stack();
1757                 show_mem();
1758         }
1759 got_pg:
1760         return page;
1761
1762 }
1763
1764 /*
1765  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1766  */
1767 struct page *
1768 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1769                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1770 {
1771         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1772         struct zone *preferred_zone;
1773         struct page *page;
1774         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1775
1776         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1777
1778         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1779
1780         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1781                 return NULL;
1782
1783         /*
1784          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1785          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1786          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1787          */
1788         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1789                 return NULL;
1790
1791         /* The preferred zone is used for statistics later */
1792         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1793         if (!preferred_zone)
1794                 return NULL;
1795
1796         /* First allocation attempt */
1797         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1798                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1799                         preferred_zone, migratetype);
1800         if (unlikely(!page))
1801                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1802                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1803                                 preferred_zone, migratetype);
1804
1805         return page;
1806 }
1807 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1808
1809 /*
1810  * Common helper functions.
1811  */
1812 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1813 {
1814         struct page * page;
1815         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1816         if (!page)
1817                 return 0;
1818         return (unsigned long) page_address(page);
1819 }
1820
1821 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1822
1823 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1824 {
1825         struct page * page;
1826
1827         /*
1828          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1829          * a highmem page
1830          */
1831         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1832
1833         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1834         if (page)
1835                 return (unsigned long) page_address(page);
1836         return 0;
1837 }
1838
1839 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1840
1841 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1842 {
1843         int i = pagevec_count(pvec);
1844
1845         while (--i >= 0)
1846                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1847 }
1848
1849 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1850 {
1851         if (put_page_testzero(page)) {
1852                 if (order == 0)
1853                         free_hot_page(page);
1854                 else
1855                         __free_pages_ok(page, order);
1856         }
1857 }
1858
1859 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1860
1861 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1862 {
1863         if (addr != 0) {
1864                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1865                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1866         }
1867 }
1868
1869 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1870
1871 /**
1872  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1873  * @size: the number of bytes to allocate
1874  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1875  *
1876  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1877  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1878  * allocate memory in power-of-two pages.
1879  *
1880  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1881  *
1882  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1883  */
1884 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1885 {
1886         unsigned int order = get_order(size);
1887         unsigned long addr;
1888
1889         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1890         if (addr) {
1891                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1892                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1893
1894                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1895                 while (used < alloc_end) {
1896                         free_page(used);
1897                         used += PAGE_SIZE;
1898                 }
1899         }
1900
1901         return (void *)addr;
1902 }
1903 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1904
1905 /**
1906  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1907  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1908  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1909  *
1910  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1911  */
1912 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1913 {
1914         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1915         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1916
1917         while (addr < end) {
1918                 free_page(addr);
1919                 addr += PAGE_SIZE;
1920         }
1921 }
1922 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1923
1924 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1925 {
1926         struct zoneref *z;
1927         struct zone *zone;
1928
1929         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1930         unsigned int sum = 0;
1931
1932         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1933
1934         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1935                 unsigned long size = zone->present_pages;
1936                 unsigned long high = zone->pages_high;
1937                 if (size > high)
1938                         sum += size - high;
1939         }
1940
1941         return sum;
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1946  */
1947 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1948 {
1949         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1950 }
1951 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1952
1953 /*
1954  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1955  */
1956 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1957 {
1958         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1959 }
1960
1961 static inline void show_node(struct zone *zone)
1962 {
1963         if (NUMA_BUILD)
1964                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1965 }
1966
1967 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1968 {
1969         val->totalram = totalram_pages;
1970         val->sharedram = 0;
1971         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1972         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1973         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1974         val->freehigh = nr_free_highpages();
1975         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1976 }
1977
1978 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1979
1980 #ifdef CONFIG_NUMA
1981 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1982 {
1983         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1984
1985         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1986         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1987 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1988         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1989         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1990                         NR_FREE_PAGES);
1991 #else
1992         val->totalhigh = 0;
1993         val->freehigh = 0;
1994 #endif
1995         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1996 }
1997 #endif
1998
1999 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2000
2001 /*
2002  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2003  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2004  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2005  */
2006 void show_free_areas(void)
2007 {
2008         int cpu;
2009         struct zone *zone;
2010
2011         for_each_populated_zone(zone) {
2012                 show_node(zone);
2013                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2014
2015                 for_each_online_cpu(cpu) {
2016                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2017
2018                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2019
2020                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2021                                cpu, pageset->pcp.high,
2022                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2023                 }
2024         }
2025
2026         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
2027                 " inactive_file:%lu"
2028 //TODO:  check/adjust line lengths
2029 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2030                 " unevictable:%lu"
2031 #endif
2032                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2033                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2034                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2035                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2036                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2037                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2038 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2039                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2040 #endif
2041                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2042                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2043                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2044                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2045                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2046                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2047                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2048                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2049                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2050
2051         for_each_populated_zone(zone) {
2052                 int i;
2053
2054                 show_node(zone);
2055                 printk("%s"
2056                         " free:%lukB"
2057                         " min:%lukB"
2058                         " low:%lukB"
2059                         " high:%lukB"
2060                         " active_anon:%lukB"
2061                         " inactive_anon:%lukB"
2062                         " active_file:%lukB"
2063                         " inactive_file:%lukB"
2064 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2065                         " unevictable:%lukB"
2066 #endif
2067                         " present:%lukB"
2068                         " pages_scanned:%lu"
2069                         " all_unreclaimable? %s"
2070                         "\n",
2071                         zone->name,
2072                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2073                         K(zone->pages_min),
2074                         K(zone->pages_low),
2075                         K(zone->pages_high),
2076                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2077                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2078                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2079                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2080 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2081                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2082 #endif
2083                         K(zone->present_pages),
2084                         zone->pages_scanned,
2085                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2086                         );
2087                 printk("lowmem_reserve[]:");
2088                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2089                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2090                 printk("\n");
2091         }
2092
2093         for_each_populated_zone(zone) {
2094                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2095
2096                 show_node(zone);
2097                 printk("%s: ", zone->name);
2098
2099                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2100                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2101                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2102                         total += nr[order] << order;
2103                 }
2104                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2105                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2106                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2107                 printk("= %lukB\n", K(total));
2108         }
2109
2110         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2111
2112         show_swap_cache_info();
2113 }
2114
2115 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2116 {
2117         zoneref->zone = zone;
2118         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Builds allocation fallback zone lists.
2123  *
2124  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2125  */
2126 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2127                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2128 {
2129         struct zone *zone;
2130
2131         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2132         zone_type++;
2133
2134         do {
2135                 zone_type--;
2136                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2137                 if (populated_zone(zone)) {
2138                         zoneref_set_zone(zone,
2139                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2140                         check_highest_zone(zone_type);
2141                 }
2142
2143         } while (zone_type);
2144         return nr_zones;
2145 }
2146
2147
2148 /*
2149  *  zonelist_order:
2150  *  0 = automatic detection of better ordering.
2151  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2152  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2153  *
2154  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2155  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2156  */
2157 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2158 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2159 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2160
2161 /* zonelist order in the kernel.
2162  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2163  */
2164 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2165 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2166
2167
2168 #ifdef CONFIG_NUMA
2169 /* The value user specified ....changed by config */
2170 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2171 /* string for sysctl */
2172 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2173 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2174
2175 /*
2176  * interface for configure zonelist ordering.
2177  * command line option "numa_zonelist_order"
2178  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2179  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2180  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2181  */
2182
2183 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2184 {
2185         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2186                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2187         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2188                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2189         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2190                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2191         } else {
2192                 printk(KERN_WARNING
2193                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2194                         "%s\n", s);
2195                 return -EINVAL;
2196         }
2197         return 0;
2198 }
2199
2200 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2201 {
2202         if (s)
2203                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2204         return 0;
2205 }
2206 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2207
2208 /*
2209  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2210  */
2211 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2212                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2213                 loff_t *ppos)
2214 {
2215         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2216         int ret;
2217
2218         if (write)
2219                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2220                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2221         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2222         if (ret)
2223                 return ret;
2224         if (write) {
2225                 int oldval = user_zonelist_order;
2226                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2227                         /*
2228                          * bogus value.  restore saved string
2229                          */
2230                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2231                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2232                         user_zonelist_order = oldval;
2233                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2234                         build_all_zonelists();
2235         }
2236         return 0;
2237 }
2238
2239
2240 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2241 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2242
2243 /**
2244  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2245  * @node: node whose fallback list we're appending
2246  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2247  *
2248  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2249  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2250  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2251  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2252  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2253  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2254  * on them otherwise.
2255  * It returns -1 if no node is found.
2256  */
2257 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2258 {
2259         int n, val;
2260         int min_val = INT_MAX;
2261         int best_node = -1;
2262         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2263
2264         /* Use the local node if we haven't already */
2265         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2266                 node_set(node, *used_node_mask);
2267                 return node;
2268         }
2269
2270         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2271
2272                 /* Don't want a node to appear more than once */
2273                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2274                         continue;
2275
2276                 /* Use the distance array to find the distance */
2277                 val = node_distance(node, n);
2278
2279                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2280                 val += (n < node);
2281
2282                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2283                 tmp = cpumask_of_node(n);
2284                 if (!cpumask_empty(tmp))
2285                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2286
2287                 /* Slight preference for less loaded node */
2288                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2289                 val += node_load[n];
2290
2291                 if (val < min_val) {
2292                         min_val = val;
2293                         best_node = n;
2294                 }
2295         }
2296
2297         if (best_node >= 0)
2298                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2299
2300         return best_node;
2301 }
2302
2303
2304 /*
2305  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2306  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2307  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2308  */
2309 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2310 {
2311         int j;
2312         struct zonelist *zonelist;
2313
2314         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2315         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2316                 ;
2317         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2318                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2319         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2320         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Build gfp_thisnode zonelists
2325  */
2326 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2327 {
2328         int j;
2329         struct zonelist *zonelist;
2330
2331         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2332         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2333         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2334         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2339  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2340  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2341  * may still exist in local DMA zone.
2342  */
2343 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2344
2345 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2346 {
2347         int pos, j, node;
2348         int zone_type;          /* needs to be signed */
2349         struct zone *z;
2350         struct zonelist *zonelist;
2351
2352         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2353         pos = 0;
2354         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2355                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2356                         node = node_order[j];
2357                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2358                         if (populated_zone(z)) {
2359                                 zoneref_set_zone(z,
2360                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2361                                 check_highest_zone(zone_type);
2362                         }
2363                 }
2364         }
2365         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2366         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2367 }
2368
2369 static int default_zonelist_order(void)
2370 {
2371         int nid, zone_type;
2372         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2373         struct zone *z;
2374         int average_size;
2375         /*
2376          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2377          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2378          * into OOM very easily.
2379          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2380          */
2381         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2382         low_kmem_size = 0;
2383         total_size = 0;
2384         for_each_online_node(nid) {
2385                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2386                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2387                         if (populated_zone(z)) {
2388                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2389                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2390                                 total_size += z->present_pages;
2391                         }
2392                 }
2393         }
2394         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2395             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2396                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2397         /*
2398          * look into each node's config.
2399          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2400          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2401          */
2402         average_size = total_size /
2403                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2404         for_each_online_node(nid) {
2405                 low_kmem_size = 0;
2406                 total_size = 0;
2407                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2408                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2409                         if (populated_zone(z)) {
2410                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2411                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2412                                 total_size += z->present_pages;
2413                         }
2414                 }
2415                 if (low_kmem_size &&
2416                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2417                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2418                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2419         }
2420         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2421 }
2422
2423 static void set_zonelist_order(void)
2424 {
2425         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2426                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2427         else
2428                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2429 }
2430
2431 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2432 {
2433         int j, node, load;
2434         enum zone_type i;
2435         nodemask_t used_mask;
2436         int local_node, prev_node;
2437         struct zonelist *zonelist;
2438         int order = current_zonelist_order;
2439
2440         /* initialize zonelists */
2441         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2442                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2443                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2444                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2445         }
2446
2447         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2448         local_node = pgdat->node_id;
2449         load = num_online_nodes();
2450         prev_node = local_node;
2451         nodes_clear(used_mask);
2452
2453         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2454         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2455         j = 0;
2456
2457         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2458                 int distance = node_distance(local_node, node);
2459
2460                 /*
2461                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2462                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2463                  */
2464                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2465                         zone_reclaim_mode = 1;
2466
2467                 /*
2468                  * We don't want to pressure a particular node.
2469                  * So adding penalty to the first node in same
2470                  * distance group to make it round-robin.
2471                  */
2472                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2473                         node_load[node] = load;
2474
2475                 prev_node = node;
2476                 load--;
2477                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2478                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2479                 else
2480                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2481         }
2482
2483         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2484                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2485                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2486         }
2487
2488         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2489 }
2490
2491 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2492 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2493 {
2494         struct zonelist *zonelist;
2495         struct zonelist_cache *zlc;
2496         struct zoneref *z;
2497
2498         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2499         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2500         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2501         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2502                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2503 }
2504
2505
2506 #else   /* CONFIG_NUMA */
2507
2508 static void set_zonelist_order(void)
2509 {
2510         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2511 }
2512
2513 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2514 {
2515         int node, local_node;
2516         enum zone_type j;
2517         struct zonelist *zonelist;
2518
2519         local_node = pgdat->node_id;
2520
2521         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2522         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2523
2524         /*
2525          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2526          * of all the other nodes.
2527          * We don't want to pressure a particular node, so when
2528          * building the zones for node N, we make sure that the
2529          * zones coming right after the local ones are those from
2530          * node N+1 (modulo N)
2531          */
2532         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2533                 if (!node_online(node))
2534                         continue;
2535                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2536                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2537         }
2538         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2539                 if (!node_online(node))
2540                         continue;
2541                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2542                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2543         }
2544
2545         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2546         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2547 }
2548
2549 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2550 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2551 {
2552         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2553 }
2554
2555 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2556
2557 /* return values int ....just for stop_machine() */
2558 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2559 {
2560         int nid;
2561
2562         for_each_online_node(nid) {
2563                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2564
2565                 build_zonelists(pgdat);
2566                 build_zonelist_cache(pgdat);
2567         }
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 void build_all_zonelists(void)
2572 {
2573         set_zonelist_order();
2574
2575         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2576                 __build_all_zonelists(NULL);
2577                 mminit_verify_zonelist();
2578                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2579         } else {
2580                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2581                    of zonelist */
2582                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2583                 /* cpuset refresh routine should be here */
2584         }
2585         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2586         /*
2587          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2588          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2589          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2590          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2591          * disabled and enable it later
2592          */
2593         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2594                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2595         else
2596                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2597
2598         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2599                 "Total pages: %ld\n",
2600                         num_online_nodes(),
2601                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2602                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2603                         vm_total_pages);
2604 #ifdef CONFIG_NUMA
2605         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2606 #endif
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2611  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2612  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2613  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2614  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2615  * conservative, even though it seems large.
2616  *
2617  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2618  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2619  */
2620 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2621
2622 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2623 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2624 {
2625         unsigned long size = 1;
2626
2627         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2628
2629         while (size < pages)
2630                 size <<= 1;
2631
2632         /*
2633          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2634          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2635          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2636          */
2637         size = min(size, 4096UL);
2638
2639         return max(size, 4UL);
2640 }
2641 #else
2642 /*
2643  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2644  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2645  *
2646  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2647  *
2648  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2649  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2650  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2651  *
2652  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2653  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2654  *
2655  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2656  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2657  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2658  */
2659 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2660 {
2661         return 4096UL;
2662 }
2663 #endif
2664
2665 /*
2666  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2667  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2668  * hash function before the remainder is taken.
2669  */
2670 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2671 {
2672         return ffz(~size);
2673 }
2674
2675 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2676
2677 /*
2678  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2679  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2680  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2681  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2682  * blocks as reclaim kicks in
2683  */
2684 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2685 {
2686         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2687         struct page *page;
2688         unsigned long reserve, block_migratetype;
2689
2690         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2691         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2692         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2693         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2694                                                         pageblock_order;
2695
2696         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2697                 if (!pfn_valid(pfn))
2698                         continue;
2699                 page = pfn_to_page(pfn);
2700
2701                 /* Watch out for overlapping nodes */
2702                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2703                         continue;
2704
2705                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2706                 if (PageReserved(page))
2707                         continue;
2708
2709                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2710
2711                 /* If this block is reserved, account for it */
2712                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2713                         reserve--;
2714                         continue;
2715                 }
2716
2717                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2718                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2719                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2720                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2721                         reserve--;
2722                         continue;
2723                 }
2724
2725                 /*
2726                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2727                  * take it back
2728                  */
2729                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2730                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2731                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2732                 }
2733         }
2734 }
2735
2736 /*
2737  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2738  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2739  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2740  */
2741 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2742                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2743 {
2744         struct page *page;
2745         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2746         unsigned long pfn;
2747         struct zone *z;
2748
2749         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2750                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2751
2752         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2753         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2754                 /*
2755                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2756                  * handed to this function.  They do not
2757                  * exist on hotplugged memory.
2758                  */
2759                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2760                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2761                                 continue;
2762                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2763                                 continue;
2764                 }
2765                 page = pfn_to_page(pfn);
2766                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2767                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2768                 init_page_count(page);
2769                 reset_page_mapcount(page);
2770                 SetPageReserved(page);
2771                 /*
2772                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2773                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2774                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2775                  * the address space during boot when many long-lived
2776                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2777                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2778                  * setup_zone_migrate_reserve()
2779                  *
2780                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2781                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2782                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2783                  * pfn out of zone.
2784                  */
2785                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2786                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2787                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2788                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2789
2790                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2791 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2792                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2793                 if (!is_highmem_idx(zone))
2794                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2795 #endif
2796         }
2797 }
2798
2799 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2800 {
2801         int order, t;
2802         for_each_migratetype_order(order, t) {
2803                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2804                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2805         }
2806 }
2807
2808 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2809 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2810         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2811 #endif
2812
2813 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2814 {
2815 #ifdef CONFIG_MMU
2816         int batch;
2817
2818         /*
2819          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2820          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2821          *
2822          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2823          */
2824         batch = zone->present_pages / 1024;
2825         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2826                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2827         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2828         if (batch < 1)
2829                 batch = 1;
2830
2831         /*
2832          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2833          * of 2 value was found to be more likely to have
2834          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2835          *
2836          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2837          * batches of pages, one task can end up with a lot
2838          * of pages of one half of the possible page colors
2839          * and the other with pages of the other colors.
2840          */
2841         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2842
2843         return batch;
2844
2845 #else
2846         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2847          * conditions.
2848          *
2849          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2850          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2851          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2852          *
2853          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2854          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2855          * can be a significant delay between the individual batches being
2856          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2857          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2858          */
2859         return 0;
2860 #endif
2861 }
2862
2863 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2864 {
2865         struct per_cpu_pages *pcp;
2866
2867         memset(p, 0, sizeof(*p));
2868
2869         pcp = &p->pcp;
2870         pcp->count = 0;
2871         pcp->high = 6 * batch;
2872         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2873         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2874 }
2875
2876 /*
2877  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2878  * to the value high for the pageset p.
2879  */
2880
2881 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2882                                 unsigned long high)
2883 {
2884         struct per_cpu_pages *pcp;
2885
2886         pcp = &p->pcp;
2887         pcp->high = high;
2888         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2889         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2890                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2891 }
2892
2893
2894 #ifdef CONFIG_NUMA
2895 /*
2896  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2897  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2898  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2899  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2900  * with interrupts disabled.
2901  *
2902  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2903  *
2904  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2905  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2906  * hotplugged processors.
2907  *
2908  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2909  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2910  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2911  */
2912 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2913
2914 /*
2915  * Dynamically allocate memory for the
2916  * per cpu pageset array in struct zone.
2917  */
2918 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2919 {
2920         struct zone *zone, *dzone;
2921         int node = cpu_to_node(cpu);
2922
2923         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2924
2925         for_each_populated_zone(zone) {
2926                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2927                                          GFP_KERNEL, node);
2928                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2929                         goto bad;
2930
2931                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2932
2933                 if (percpu_pagelist_fraction)
2934                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2935                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2936         }
2937
2938         return 0;
2939 bad:
2940         for_each_zone(dzone) {
2941                 if (!populated_zone(dzone))
2942                         continue;
2943                 if (dzone == zone)
2944                         break;
2945                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2946                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2947         }
2948         return -ENOMEM;
2949 }
2950
2951 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2952 {
2953         struct zone *zone;
2954
2955         for_each_zone(zone) {
2956                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2957
2958                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2959                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2960                         kfree(pset);
2961                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2962         }
2963 }
2964
2965 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2966                 unsigned long action,
2967                 void *hcpu)
2968 {
2969         int cpu = (long)hcpu;
2970         int ret = NOTIFY_OK;
2971
2972         switch (action) {
2973         case CPU_UP_PREPARE:
2974         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2975                 if (process_zones(cpu))
2976                         ret = NOTIFY_BAD;
2977                 break;
2978         case CPU_UP_CANCELED:
2979         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2980         case CPU_DEAD:
2981         case CPU_DEAD_FROZEN:
2982                 free_zone_pagesets(cpu);
2983                 break;
2984         default:
2985                 break;
2986         }
2987         return ret;
2988 }
2989
2990 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2991         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2992
2993 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2994 {
2995         int err;
2996
2997         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2998          * A cpuup callback will do this for every cpu
2999          * as it comes online
3000          */
3001         err = process_zones(smp_processor_id());
3002         BUG_ON(err);
3003         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3004 }
3005
3006 #endif
3007
3008 static noinline __init_refok
3009 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3010 {
3011         int i;
3012         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3013         size_t alloc_size;
3014
3015         /*
3016          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3017          * per zone.
3018          */
3019         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3020                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3021         zone->wait_table_bits =
3022                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3023         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3024                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3025
3026         if (!slab_is_available()) {
3027                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3028                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3029         } else {
3030                 /*
3031                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3032                  * via memory hot-add.
3033                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3034                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3035                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3036                  * node itself as well.
3037                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3038                  * necessary.
3039                  */
3040                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3041         }
3042         if (!zone->wait_table)
3043                 return -ENOMEM;
3044
3045         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3046                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3047
3048         return 0;
3049 }
3050
3051 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3052 {
3053         int cpu;
3054         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3055
3056         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3057 #ifdef CONFIG_NUMA
3058                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3059                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3060                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3061 #else
3062                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3063 #endif
3064         }
3065         if (zone->present_pages)
3066                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3067                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3068 }
3069
3070 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3071                                         unsigned long zone_start_pfn,
3072                                         unsigned long size,
3073                                         enum memmap_context context)
3074 {
3075         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3076         int ret;
3077         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3078         if (ret)
3079                 return ret;
3080         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3081
3082         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3083
3084         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3085                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3086                         pgdat->node_id,
3087                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3088                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3089
3090         zone_init_free_lists(zone);
3091
3092         return 0;
3093 }
3094
3095 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3096 /*
3097  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3098  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3099  */
3100 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3101 {
3102         int i;
3103
3104         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3105                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3106                         return i;
3107
3108         return -1;
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3113  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3114  */
3115 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3116 {
3117         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3118                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3119                         return index;
3120
3121         return -1;
3122 }
3123
3124 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3125 /*
3126  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3127  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3128  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3129  * alternative
3130  */
3131 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3132 {
3133         int i;
3134
3135         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3136                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3137                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3138
3139                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3140                         return early_node_map[i].nid;
3141         }
3142         /* This is a memory hole */
3143         return -1;
3144 }
3145 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3146
3147 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3148 {
3149         int nid;
3150
3151         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3152         if (nid >= 0)
3153                 return nid;
3154         /* just returns 0 */
3155         return 0;
3156 }
3157
3158 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3159 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3160 {
3161         int nid;
3162
3163         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3164         if (nid >= 0 && nid != node)
3165                 return false;
3166         return true;
3167 }
3168 #endif
3169
3170 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3171 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3172         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3173                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3174
3175 /**
3176  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3177  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3178  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3179  *
3180  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3181  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3182  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3183  */
3184 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3185                                                 unsigned long max_low_pfn)
3186 {
3187         int i;
3188
3189         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3190                 unsigned long size_pages = 0;
3191                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3192
3193                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3194                         continue;
3195
3196                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3197                         end_pfn = max_low_pfn;
3198
3199                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3200                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3201                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3202                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3203         }
3204 }
3205
3206 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3207 {
3208         int i;
3209         int ret;
3210
3211         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3212                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3213                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3214                 if (ret)
3215                         break;
3216         }
3217 }
3218 /**
3219  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3220  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3221  *
3222  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3223  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3224  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3225  */
3226 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3227 {
3228         int i;
3229
3230         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3231                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3232                                 early_node_map[i].start_pfn,
3233                                 early_node_map[i].end_pfn);
3234 }
3235
3236 /**
3237  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3238  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3239  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3240  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3241  *
3242  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3243  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3244  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3245  * PFNs will be 0.
3246  */
3247 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3248                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3249 {
3250         int i;
3251         *start_pfn = -1UL;
3252         *end_pfn = 0;
3253
3254         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3255                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3256                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3257         }
3258
3259         if (*start_pfn == -1UL)
3260                 *start_pfn = 0;
3261 }
3262
3263 /*
3264  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3265  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3266  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3267  */
3268 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3269 {
3270         int zone_index;
3271         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3272                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3273                         continue;
3274
3275                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3276                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3277                         break;
3278         }
3279
3280         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3281         movable_zone = zone_index;
3282 }
3283
3284 /*
3285  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3286  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3287  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3288  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3289  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3290  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3291  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3292  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3293  */
3294 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3295                                         unsigned long zone_type,
3296                                         unsigned long node_start_pfn,
3297                                         unsigned long node_end_pfn,
3298                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3299                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3300 {
3301         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3302         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3303                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3304                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3305                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3306                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3307                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3308
3309                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3310                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3311                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3312                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3313
3314                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3315                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3316                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3317         }
3318 }
3319
3320 /*
3321  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3322  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3323  */
3324 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3325                                         unsigned long zone_type,
3326                                         unsigned long *ignored)
3327 {
3328         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3329         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3330
3331         /* Get the start and end of the node and zone */
3332         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3333         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3334         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3335         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3336                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3337                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3338
3339         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3340         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3341                 return 0;
3342
3343         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3344         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3345         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3346
3347         /* Return the spanned pages */
3348         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3349 }
3350
3351 /*
3352  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3353  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3354  */
3355 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3356                                 unsigned long range_start_pfn,
3357                                 unsigned long range_end_pfn)
3358 {
3359         int i = 0;
3360         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3361         unsigned long start_pfn;
3362
3363         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3364         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3365         if (i == -1)
3366                 return 0;
3367
3368         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3369
3370         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3371         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3372                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3373
3374         /* Find all holes for the zone within the node */
3375         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3376
3377                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3378                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3379                         break;
3380
3381                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3382                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3383                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3384
3385                 /* Update the hole size cound and move on */
3386                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3387                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3388                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3389                 }
3390                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3391         }
3392
3393         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3394         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3395                 hole_pages += range_end_pfn -
3396                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3397
3398         return hole_pages;
3399 }
3400
3401 /**
3402  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3403  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3404  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3405  *
3406  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3407  */
3408 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3409                                                         unsigned long end_pfn)
3410 {
3411         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3412 }
3413
3414 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3415 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3416                                         unsigned long zone_type,
3417                                         unsigned long *ignored)
3418 {
3419         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3420         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3421
3422         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3423         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3424                                                         node_start_pfn);
3425         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3426                                                         node_end_pfn);
3427
3428         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3429                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3430                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3431         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3432 }
3433
3434 #else
3435 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3436                                         unsigned long zone_type,
3437                                         unsigned long *zones_size)
3438 {
3439         return zones_size[zone_type];
3440 }
3441
3442 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3443                                                 unsigned long zone_type,
3444                                                 unsigned long *zholes_size)
3445 {
3446         if (!zholes_size)
3447                 return 0;
3448
3449         return zholes_size[zone_type];
3450 }
3451
3452 #endif
3453
3454 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3455                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3456 {
3457         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3458         enum zone_type i;
3459
3460         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3461                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3462                                                                 zones_size);
3463         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3464
3465         realtotalpages = totalpages;
3466         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3467                 realtotalpages -=
3468                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3469                                                                 zholes_size);
3470         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3471         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3472                                                         realtotalpages);
3473 }
3474
3475 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3476 /*
3477  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3478  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3479  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3480  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3481  * bytes.
3482  */
3483 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3484 {
3485         unsigned long usemapsize;
3486
3487         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3488         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3489         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3490         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3491
3492         return usemapsize / 8;
3493 }
3494
3495 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3496                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3497 {
3498         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3499         zone->pageblock_flags = NULL;
3500         if (usemapsize)
3501                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3502 }
3503 #else
3504 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3505                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3506 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3507
3508 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3509
3510 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3511 static inline int pageblock_default_order(void)
3512 {
3513         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3514                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3515
3516         return MAX_ORDER-1;
3517 }
3518
3519 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3520 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3521 {
3522         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3523         if (pageblock_order)
3524                 return;
3525
3526         /*
3527          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3528          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3529          */
3530         pageblock_order = order;
3531 }
3532 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3533
3534 /*
3535  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3536  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3537  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3538  * pageblock_order based on the kernel config
3539  */
3540 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3541 {
3542         return MAX_ORDER-1;
3543 }
3544 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3545
3546 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3547
3548 /*
3549  * Set up the zone data structures:
3550  *   - mark all pages reserved
3551  *   - mark all memory queues empty
3552  *   - clear the memory bitmaps
3553  */
3554 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3555                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3556 {
3557         enum zone_type j;
3558         int nid = pgdat->node_id;
3559         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3560         int ret;
3561
3562         pgdat_resize_init(pgdat);
3563         pgdat->nr_zones = 0;
3564         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3565         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3566         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3567         
3568         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3569                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3570                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3571                 enum lru_list l;
3572
3573                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3574                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3575                                                                 zholes_size);
3576
3577                 /*
3578                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3579                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3580                  * and per-cpu initialisations
3581                  */
3582                 memmap_pages =
3583                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3584                 if (realsize >= memmap_pages) {
3585                         realsize -= memmap_pages;
3586                         if (memmap_pages)
3587                                 printk(KERN_DEBUG
3588                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3589                                        zone_names[j], memmap_pages);
3590                 } else
3591                         printk(KERN_WARNING
3592                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3593                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3594
3595                 /* Account for reserved pages */
3596                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3597                         realsize -= dma_reserve;
3598                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3599                                         zone_names[0], dma_reserve);
3600                 }
3601
3602                 if (!is_highmem_idx(j))
3603                         nr_kernel_pages += realsize;
3604                 nr_all_pages += realsize;
3605
3606                 zone->spanned_pages = size;
3607                 zone->present_pages = realsize;
3608 #ifdef CONFIG_NUMA
3609                 zone->node = nid;
3610                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3611                                                 / 100;
3612                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3613 #endif
3614                 zone->name = zone_names[j];
3615                 spin_lock_init(&zone->lock);
3616                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3617                 zone_seqlock_init(zone);
3618                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3619
3620                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3621
3622                 zone_pcp_init(zone);
3623                 for_each_lru(l) {
3624                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3625                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3626                 }
3627                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3628                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3629                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3630                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3631                 zap_zone_vm_stats(zone);
3632                 zone->flags = 0;
3633                 if (!size)
3634                         continue;
3635
3636                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3637                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3638                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3639                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3640                 BUG_ON(ret);
3641                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3642                 zone_start_pfn += size;
3643         }
3644 }
3645
3646 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3647 {
3648         /* Skip empty nodes */
3649         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3650                 return;
3651
3652 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3653         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3654         if (!pgdat->node_mem_map) {
3655                 unsigned long size, start, end;
3656                 struct page *map;
3657
3658                 /*
3659                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3660                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3661                  * for the buddy allocator to function correctly.
3662                  */
3663                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3664                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3665                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3666                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3667                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3668                 if (!map)
3669                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3670                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3671         }
3672 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3673         /*
3674          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3675          */
3676         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3677                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3678 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3679                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3680                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3681 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3682         }
3683 #endif
3684 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3685 }
3686
3687 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3688                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3689 {
3690         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3691
3692         pgdat->node_id = nid;
3693         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3694         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3695
3696         alloc_node_mem_map(pgdat);
3697 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3698         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3699                 nid, (unsigned long)pgdat,
3700                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3701 #endif
3702
3703         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3704 }
3705
3706 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3707
3708 #if MAX_NUMNODES > 1
3709 /*
3710  * Figure out the number of possible node ids.
3711  */
3712 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3713 {
3714         unsigned int node;
3715         unsigned int highest = 0;
3716
3717         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3718                 highest = node;
3719         nr_node_ids = highest + 1;
3720 }
3721 #else
3722 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3723 {
3724 }
3725 #endif
3726
3727 /**
3728  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3729  * @nid: The node ID the range resides on
3730  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3731  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3732  *
3733  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3734  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3735  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3736  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3737  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3738  */
3739 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3740                                                 unsigned long end_pfn)
3741 {
3742         int i;
3743
3744         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3745                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3746                         "%d entries of %d used\n",
3747                         nid, start_pfn, end_pfn,
3748                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3749
3750         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3751
3752         /* Merge with existing active regions if possible */
3753         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3754                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3755                         continue;
3756
3757                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3758                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3759                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3760                         return;
3761
3762                 /* Merge forward if suitable */
3763                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3764                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3765                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3766                         return;
3767                 }
3768
3769                 /* Merge backward if suitable */
3770                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3771                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3772                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3773                         return;
3774                 }
3775         }
3776
3777         /* Check that early_node_map is large enough */
3778         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3779                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3780                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3781                 return;
3782         }
3783
3784         early_node_map[i].nid = nid;
3785         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3786         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3787         nr_nodemap_entries = i + 1;
3788 }
3789
3790 /**
3791  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3792  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3793  * @start_pfn: The new PFN of the range
3794  * @end_pfn: The new PFN of the range
3795  *
3796  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3797  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3798  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3799  * range.
3800  */
3801 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3802                                 unsigned long end_pfn)
3803 {
3804         int i, j;
3805         int removed = 0;
3806
3807         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3808                           nid, start_pfn, end_pfn);
3809
3810         /* Find the old active region end and shrink */
3811         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3812                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3813                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3814                         /* clear it */
3815                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3816                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3817                         removed = 1;
3818                         continue;
3819                 }
3820                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3821                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3822                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3823                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3824                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3825                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3826                         continue;
3827                 }
3828                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3829                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3830                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3831                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3832                         continue;
3833                 }
3834         }
3835
3836         if (!removed)
3837                 return;
3838
3839         /* remove the blank ones */
3840         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3841                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3842                         continue;
3843                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3844                         continue;
3845                 /* we found it, get rid of it */
3846                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3847                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3848                                 sizeof(early_node_map[j]));
3849                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3850                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3851                 nr_nodemap_entries--;
3852         }
3853 }
3854
3855 /**
3856  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3857  *
3858  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3859  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3860  * all currently registered regions.
3861  */
3862 void __init remove_all_active_ranges(void)
3863 {
3864         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3865         nr_nodemap_entries = 0;
3866 }
3867
3868 /* Compare two active node_active_regions */
3869 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3870 {
3871         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3872         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3873
3874         /* Done this way to avoid overflows */
3875         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3876                 return 1;
3877         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3878                 return -1;
3879
3880         return 0;
3881 }
3882
3883 /* sort the node_map by start_pfn */
3884 static void __init sort_node_map(void)
3885 {
3886         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3887                         sizeof(struct node_active_region),
3888                         cmp_node_active_region, NULL);
3889 }
3890
3891 /* Find the lowest pfn for a node */
3892 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3893 {
3894         int i;
3895         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3896
3897         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3898         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3899                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3900
3901         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3902                 printk(KERN_WARNING
3903                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3904                 return 0;
3905         }
3906
3907         return min_pfn;
3908 }
3909
3910 /**
3911  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3912  *
3913  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3914  * add_active_range().
3915  */
3916 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3917 {
3918         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3919 }
3920
3921 /*
3922  * early_calculate_totalpages()
3923  * Sum pages in active regions for movable zone.
3924  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3925  */
3926 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3927 {
3928         int i;
3929         unsigned long totalpages = 0;
3930
3931         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3932                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3933                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3934                 totalpages += pages;
3935                 if (pages)
3936                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3937         }
3938         return totalpages;
3939 }
3940
3941 /*
3942  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3943  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3944  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3945  * others
3946  */
3947 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3948 {
3949         int i, nid;
3950         unsigned long usable_startpfn;
3951         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3952         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3953         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3954
3955         /*
3956          * If movablecore was specified, calculate what size of
3957          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3958          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3959          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3960          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3961          * what movablecore would have allowed.
3962          */
3963         if (required_movablecore) {
3964                 unsigned long corepages;
3965
3966                 /*
3967                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3968                  * was requested by the user
3969                  */
3970                 required_movablecore =
3971                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3972                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3973
3974                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3975         }
3976
3977         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3978         if (!required_kernelcore)
3979                 return;
3980
3981         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3982         find_usable_zone_for_movable();
3983         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3984
3985 restart:
3986         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3987         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3988         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3989                 /*
3990                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3991                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3992                  * amount of memory for the kernel
3993                  */
3994                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3995                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3996
3997                 /*
3998                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3999                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4000                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4001                  */
4002                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4003
4004                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4005                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4006                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4007                         unsigned long size_pages;
4008
4009                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4010                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4011                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4012                         if (start_pfn >= end_pfn)
4013                                 continue;
4014
4015                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4016                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4017                                 unsigned long kernel_pages;
4018                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4019                                                                 - start_pfn;
4020
4021                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4022                                                         kernelcore_remaining);
4023                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4024                                                         required_kernelcore);
4025
4026                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4027                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4028
4029                                         /*
4030                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4031                                          * that if we have to rebalance
4032                                          * kernelcore across nodes, we will
4033                                          * not double account here
4034                                          */
4035                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4036                                         continue;
4037                                 }
4038                                 start_pfn = usable_startpfn;
4039                         }
4040
4041                         /*
4042                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4043                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4044                          * number of pages used as kernelcore
4045                          */
4046                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4047                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4048                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4049                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4050
4051                         /*
4052                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4053                          * break if the kernelcore for this node has been
4054                          * satisified
4055                          */
4056                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4057                                                                 size_pages);
4058                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4059                         if (!kernelcore_remaining)
4060                                 break;
4061                 }
4062         }
4063
4064         /*
4065          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4066          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4067          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4068          * satisified
4069          */
4070         usable_nodes--;
4071         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4072                 goto restart;
4073
4074         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4075         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4076                 zone_movable_pfn[nid] =
4077                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4078 }
4079
4080 /* Any regular memory on that node ? */
4081 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4082 {
4083 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4084         enum zone_type zone_type;
4085
4086         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4087                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4088                 if (zone->present_pages)
4089                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4090         }
4091 #endif
4092 }
4093
4094 /**
4095  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4096  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4097  *
4098  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4099  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4100  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4101  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4102  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4103  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4104  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4105  * at arch_max_dma_pfn.
4106  */
4107 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4108 {
4109         unsigned long nid;
4110         int i;
4111
4112         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4113         sort_node_map();
4114
4115         /* Record where the zone boundaries are */
4116         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4117                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4118         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4119                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4120         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4121         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4122         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4123                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4124                         continue;
4125                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4126                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4127                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4128                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4129         }
4130         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4131         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4132
4133         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4134         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4135         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4136
4137         /* Print out the zone ranges */
4138         printk("Zone PFN ranges:\n");
4139         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4140                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4141                         continue;
4142                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4143                                 zone_names[i],
4144                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4145                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4146         }
4147
4148         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4149         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4150         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4151                 if (zone_movable_pfn[i])
4152                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4153         }
4154
4155         /* Print out the early_node_map[] */
4156         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4157         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4158                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4159                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4160                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4161
4162         /* Initialise every node */
4163         mminit_verify_pageflags_layout();
4164         setup_nr_node_ids();
4165         for_each_online_node(nid) {
4166                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4167                 free_area_init_node(nid, NULL,
4168                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4169
4170                 /* Any memory on that node */
4171                 if (pgdat->node_present_pages)
4172                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4173                 check_for_regular_memory(pgdat);
4174         }
4175 }
4176
4177 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4178 {
4179         unsigned long long coremem;
4180         if (!p)
4181                 return -EINVAL;
4182
4183         coremem = memparse(p, &p);
4184         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4185
4186         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4187         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4188
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 /*
4193  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4194  * cannot be reclaimed or migrated.
4195  */
4196 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4197 {
4198         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4199 }
4200
4201 /*
4202  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4203  * can be reclaimed or migrated.
4204  */
4205 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4206 {
4207         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4208 }
4209
4210 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4211 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4212
4213 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4214
4215 /**
4216  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4217  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4218  *
4219  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4220  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4221  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4222  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4223  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4224  * smaller per-cpu batchsize.
4225  */
4226 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4227 {
4228         dma_reserve = new_dma_reserve;
4229 }
4230
4231 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4232 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4233 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4234 #endif
4235
4236 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4237 {
4238         free_area_init_node(0, zones_size,
4239                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4240 }
4241
4242 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4243                                  unsigned long action, void *hcpu)
4244 {
4245         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4246
4247         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4248                 drain_pages(cpu);
4249
4250                 /*
4251                  * Spill the event counters of the dead processor
4252                  * into the current processors event counters.
4253                  * This artificially elevates the count of the current
4254                  * processor.
4255                  */
4256                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4257
4258                 /*
4259                  * Zero the differential counters of the dead processor
4260                  * so that the vm statistics are consistent.
4261                  *
4262                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4263                  * race with what we are doing.
4264                  */
4265                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4266         }
4267         return NOTIFY_OK;
4268 }
4269
4270 void __init page_alloc_init(void)
4271 {
4272         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4273 }
4274
4275 /*
4276  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4277  *      or min_free_kbytes changes.
4278  */
4279 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4280 {
4281         struct pglist_data *pgdat;
4282         unsigned long reserve_pages = 0;
4283         enum zone_type i, j;
4284
4285         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4286                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4287                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4288                         unsigned long max = 0;
4289
4290                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4291                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4292                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4293                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4294                         }
4295
4296                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4297                         max += zone->pages_high;
4298
4299                         if (max > zone->present_pages)
4300                                 max = zone->present_pages;
4301                         reserve_pages += max;
4302                 }
4303         }
4304         totalreserve_pages = reserve_pages;
4305 }
4306
4307 /*
4308  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4309  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4310  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4311  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4312  */
4313 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4314 {
4315         struct pglist_data *pgdat;
4316         enum zone_type j, idx;
4317
4318         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4319                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4320                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4321                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4322
4323                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4324
4325                         idx = j;
4326                         while (idx) {
4327                                 struct zone *lower_zone;
4328
4329                                 idx--;
4330
4331                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4332                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4333
4334                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4335                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4336                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4337                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4338                         }
4339                 }
4340         }
4341
4342         /* update totalreserve_pages */
4343         calculate_totalreserve_pages();
4344 }
4345
4346 /**
4347  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4348  *
4349  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4350  * with respect to min_free_kbytes.
4351  */
4352 void setup_per_zone_pages_min(void)
4353 {
4354         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4355         unsigned long lowmem_pages = 0;
4356         struct zone *zone;
4357         unsigned long flags;
4358
4359         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4360         for_each_zone(zone) {
4361                 if (!is_highmem(zone))
4362                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4363         }
4364
4365         for_each_zone(zone) {
4366                 u64 tmp;
4367
4368                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4369                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4370                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4371                 if (is_highmem(zone)) {
4372                         /*
4373                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4374                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4375                          * value here.
4376                          *
4377                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4378                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4379                          * not be capped for highmem.
4380                          */
4381                         int min_pages;
4382
4383                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4384                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4385                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4386                         if (min_pages > 128)
4387                                 min_pages = 128;
4388                         zone->pages_min = min_pages;
4389                 } else {
4390                         /*
4391                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4392                          * proportionate to the zone's size.
4393                          */
4394                         zone->pages_min = tmp;
4395                 }
4396
4397                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4398                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4399                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4400                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4401         }
4402
4403         /* update totalreserve_pages */
4404         calculate_totalreserve_pages();
4405 }
4406
4407 /**
4408  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4409  *
4410  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4411  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4412  * to be referenced again before it is swapped out.
4413  *
4414  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4415  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4416  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4417  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4418  *
4419  * total     target    max
4420  * memory    ratio     inactive anon
4421  * -------------------------------------
4422  *   10MB       1         5MB
4423  *  100MB       1        50MB
4424  *    1GB       3       250MB
4425  *   10GB      10       0.9GB
4426  *  100GB      31         3GB
4427  *    1TB     101        10GB
4428  *   10TB     320        32GB
4429  */
4430 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4431 {
4432         struct zone *zone;
4433
4434         for_each_zone(zone) {
4435                 unsigned int gb, ratio;
4436
4437                 /* Zone size in gigabytes */
4438                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4439                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4440                 if (!ratio)
4441                         ratio = 1;
4442
4443                 zone->inactive_ratio = ratio;
4444         }
4445 }
4446
4447 /*
4448  * Initialise min_free_kbytes.
4449  *
4450  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4451  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4452  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4453  *
4454  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4455  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4456  *
4457  * which yields
4458  *
4459  * 16MB:        512k
4460  * 32MB:        724k
4461  * 64MB:        1024k
4462  * 128MB:       1448k
4463  * 256MB:       2048k
4464  * 512MB:       2896k
4465  * 1024MB:      4096k
4466  * 2048MB:      5792k
4467  * 4096MB:      8192k
4468  * 8192MB:      11584k
4469  * 16384MB:     16384k
4470  */
4471 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4472 {
4473         unsigned long lowmem_kbytes;
4474
4475         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4476
4477         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4478         if (min_free_kbytes < 128)
4479                 min_free_kbytes = 128;
4480         if (min_free_kbytes > 65536)
4481                 min_free_kbytes = 65536;
4482         setup_per_zone_pages_min();
4483         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4484         setup_per_zone_inactive_ratio();
4485         return 0;
4486 }
4487 module_init(init_per_zone_pages_min)
4488
4489 /*
4490  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4491  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4492  *      changes.
4493  */
4494 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4495         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4496 {
4497         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4498         if (write)
4499                 setup_per_zone_pages_min();
4500         return 0;
4501 }
4502
4503 #ifdef CONFIG_NUMA
4504 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4505         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4506 {
4507         struct zone *zone;
4508         int rc;
4509
4510         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4511         if (rc)
4512                 return rc;
4513
4514         for_each_zone(zone)
4515                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4516                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4517         return 0;
4518 }
4519
4520 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4521         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4522 {
4523         struct zone *zone;
4524         int rc;
4525
4526         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4527         if (rc)
4528                 return rc;
4529
4530         for_each_zone(zone)
4531                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4532                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4533         return 0;
4534 }
4535 #endif
4536
4537 /*
4538  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4539  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4540  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4541  *
4542  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4543  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4544  * if in function of the boot time zone sizes.
4545  */
4546 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4547         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4548 {
4549         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4550         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4551         return 0;
4552 }
4553
4554 /*
4555  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4556  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4557  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4558  */
4559
4560 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4561         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4562 {
4563         struct zone *zone;
4564         unsigned int cpu;
4565         int ret;
4566
4567         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4568         if (!write || (ret == -EINVAL))
4569                 return ret;
4570         for_each_zone(zone) {
4571                 for_each_online_cpu(cpu) {
4572                         unsigned long  high;
4573                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4574                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4575                 }
4576         }
4577         return 0;
4578 }
4579
4580 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4581
4582 #ifdef CONFIG_NUMA
4583 static int __init set_hashdist(char *str)
4584 {
4585         if (!str)
4586                 return 0;
4587         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4588         return 1;
4589 }
4590 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4591 #endif
4592
4593 /*
4594  * allocate a large system hash table from bootmem
4595  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4596  *   quantity of entries
4597  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4598  */
4599 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4600                                      unsigned long bucketsize,
4601                                      unsigned long numentries,
4602                                      int scale,
4603                                      int flags,
4604                                      unsigned int *_hash_shift,
4605                                      unsigned int *_hash_mask,
4606                                      unsigned long limit)
4607 {
4608         unsigned long long max = limit;
4609         unsigned long log2qty, size;
4610         void *table = NULL;
4611
4612         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4613         if (!numentries) {
4614                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4615                 numentries = nr_kernel_pages;
4616                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4617                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4618                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4619
4620                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4621                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4622                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4623                 else
4624                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4625
4626                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4627                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4628                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4629         }
4630         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4631
4632         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4633         if (max == 0) {
4634                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4635                 do_div(max, bucketsize);
4636         }
4637
4638         if (numentries > max)
4639                 numentries = max;
4640
4641         log2qty = ilog2(numentries);
4642
4643         do {
4644                 size = bucketsize << log2qty;
4645                 if (flags & HASH_EARLY)
4646                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4647                 else if (hashdist)
4648                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4649                 else {
4650                         unsigned long order = get_order(size);
4651
4652                         if (order < MAX_ORDER)
4653                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4654                                                                 order);
4655                         /*
4656                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4657                          * some pages at the end of hash table.
4658                          */
4659                         if (table) {
4660                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4661                                                 (PAGE_SIZE << order);
4662                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4663                                                 PAGE_ALIGN(size);
4664                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4665                                 while (used < alloc_end) {
4666                                         free_page(used);
4667                                         used += PAGE_SIZE;
4668                                 }
4669                         }
4670                 }
4671         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4672
4673         if (!table)
4674                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4675
4676         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4677                tablename,
4678                (1U << log2qty),
4679                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4680                size);
4681
4682         if (_hash_shift)
4683                 *_hash_shift = log2qty;
4684         if (_hash_mask)
4685                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4686
4687         /*
4688          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4689          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4690          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4691          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4692          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4693          */
4694         if (!hashdist)
4695                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4696
4697         return table;
4698 }
4699
4700 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4701 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4702                                                         unsigned long pfn)
4703 {
4704 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4705         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4706 #else
4707         return zone->pageblock_flags;
4708 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4709 }
4710
4711 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4712 {
4713 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4714         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4715         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4716 #else
4717         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4718         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4719 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4720 }
4721
4722 /**
4723  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4724  * @page: The page within the block of interest
4725  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4726  * @end_bitidx: The last bit of interest
4727  * returns pageblock_bits flags
4728  */
4729 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4730                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4731 {
4732         struct zone *zone;
4733         unsigned long *bitmap;
4734         unsigned long pfn, bitidx;
4735         unsigned long flags = 0;
4736         unsigned long value = 1;
4737
4738         zone = page_zone(page);
4739         pfn = page_to_pfn(page);
4740         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4741         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4742
4743         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4744                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4745                         flags |= value;
4746
4747         return flags;
4748 }
4749
4750 /**
4751  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4752  * @page: The page within the block of interest
4753  * @start_bitidx: The first bit of interest
4754  * @end_bitidx: The last bit of interest
4755  * @flags: The flags to set
4756  */
4757 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4758                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4759 {
4760         struct zone *zone;
4761         unsigned long *bitmap;
4762         unsigned long pfn, bitidx;
4763         unsigned long value = 1;
4764
4765         zone = page_zone(page);
4766         pfn = page_to_pfn(page);
4767         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4768         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4769         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4770         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4771
4772         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4773                 if (flags & value)
4774                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4775                 else
4776                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4777 }
4778
4779 /*
4780  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4781  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4782  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4783  */
4784
4785 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4786 {
4787         struct zone *zone;
4788         unsigned long flags;
4789         int ret = -EBUSY;
4790
4791         zone = page_zone(page);
4792         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4793         /*
4794          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4795          */
4796         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4797                 goto out;
4798         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4799         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4800         ret = 0;
4801 out:
4802         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4803         if (!ret)
4804                 drain_all_pages();
4805         return ret;
4806 }
4807
4808 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4809 {
4810         struct zone *zone;
4811         unsigned long flags;
4812         zone = page_zone(page);
4813         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4814         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4815                 goto out;
4816         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4817         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4818 out:
4819         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4820 }
4821
4822 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4823 /*
4824  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4825  */
4826 void
4827 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4828 {
4829         struct page *page;
4830         struct zone *zone;
4831         int order, i;
4832         unsigned long pfn;
4833         unsigned long flags;
4834         /* find the first valid pfn */
4835         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4836                 if (pfn_valid(pfn))
4837                         break;
4838         if (pfn == end_pfn)
4839                 return;
4840         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4841         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4842         pfn = start_pfn;
4843         while (pfn < end_pfn) {
4844                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4845                         pfn++;
4846                         continue;
4847                 }
4848                 page = pfn_to_page(pfn);
4849                 BUG_ON(page_count(page));
4850                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4851                 order = page_order(page);
4852 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4853                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4854                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4855 #endif
4856                 list_del(&page->lru);
4857                 rmv_page_order(page);
4858                 zone->free_area[order].nr_free--;
4859                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4860                                       - (1UL << order));
4861                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4862                         SetPageReserved((page+i));
4863                 pfn += (1 << order);
4864         }
4865         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4866 }
4867 #endif