guard page for stacks that grow upwards
[pandora-kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
284 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
285 {
286         int i;
287         int nr_pages = 1 << order;
288         struct page *p = page + 1;
289
290         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
291         set_compound_order(page, order);
292         __SetPageHead(page);
293         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
294                 __SetPageTail(p);
295                 p->first_page = page;
296         }
297 }
298 #endif
299
300 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
301 {
302         int i;
303         int nr_pages = 1 << order;
304
305         if (unlikely(compound_order(page) != order))
306                 bad_page(page);
307
308         if (unlikely(!PageHead(page)))
309                         bad_page(page);
310         __ClearPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
312                 struct page *p = page + i;
313
314                 if (unlikely(!PageTail(p) |
315                                 (p->first_page != page)))
316                         bad_page(page);
317                 __ClearPageTail(p);
318         }
319 }
320
321 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
322 {
323         int i;
324
325         /*
326          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
327          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
328          */
329         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
330         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
331                 clear_highpage(page + i);
332 }
333
334 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
335 {
336         set_page_private(page, order);
337         __SetPageBuddy(page);
338 }
339
340 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
341 {
342         __ClearPageBuddy(page);
343         set_page_private(page, 0);
344 }
345
346 /*
347  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
348  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
349  *
350  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
351  * the following equation:
352  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
353  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
354  * 1 buddy is #10:
355  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
356  *
357  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
358  * satisfies the following equation:
359  *     P = B & ~(1 << O)
360  *
361  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
362  */
363 static inline struct page *
364 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
365 {
366         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
367
368         return page + (buddy_idx - page_idx);
369 }
370
371 static inline unsigned long
372 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
373 {
374         return (page_idx & ~(1 << order));
375 }
376
377 /*
378  * This function checks whether a page is free && is the buddy
379  * we can do coalesce a page and its buddy if
380  * (a) the buddy is not in a hole &&
381  * (b) the buddy is in the buddy system &&
382  * (c) a page and its buddy have the same order &&
383  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
384  *
385  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
386  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
387  *
388  * For recording page's order, we use page_private(page).
389  */
390 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
391                                                                 int order)
392 {
393         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
394                 return 0;
395
396         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
397                 return 0;
398
399         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
400                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
401                 return 1;
402         }
403         return 0;
404 }
405
406 /*
407  * Freeing function for a buddy system allocator.
408  *
409  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
410  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
411  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
412  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
413  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
414  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
415  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
416  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
417  * parts of the VM system.
418  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
419  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
420  * order is recorded in page_private(page) field.
421  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
422  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
423  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
424  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
425  * triggers coalescing into a block of larger size.            
426  *
427  * -- wli
428  */
429
430 static inline void __free_one_page(struct page *page,
431                 struct zone *zone, unsigned int order)
432 {
433         unsigned long page_idx;
434         int order_size = 1 << order;
435         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
436
437         if (unlikely(PageCompound(page)))
438                 destroy_compound_page(page, order);
439
440         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
441
442         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
443         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
444
445         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
446         while (order < MAX_ORDER-1) {
447                 unsigned long combined_idx;
448                 struct page *buddy;
449
450                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
451                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
452                         break;
453
454                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
455                 list_del(&buddy->lru);
456                 zone->free_area[order].nr_free--;
457                 rmv_page_order(buddy);
458                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
459                 page = page + (combined_idx - page_idx);
460                 page_idx = combined_idx;
461                 order++;
462         }
463         set_page_order(page, order);
464         list_add(&page->lru,
465                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
466         zone->free_area[order].nr_free++;
467 }
468
469 static inline int free_pages_check(struct page *page)
470 {
471         if (unlikely(page_mapcount(page) |
472                 (page->mapping != NULL)  |
473                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
474                 (page_count(page) != 0)  |
475                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
476                 bad_page(page);
477         if (PageDirty(page))
478                 __ClearPageDirty(page);
479         /*
480          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
481          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
482          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
483          */
484         return PageReserved(page);
485 }
486
487 /*
488  * Frees a list of pages. 
489  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
490  * count is the number of pages to free.
491  *
492  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
493  * see if this freeing clears that state.
494  *
495  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
496  * pinned" detection logic.
497  */
498 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
499                                         struct list_head *list, int order)
500 {
501         spin_lock(&zone->lock);
502         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
503         zone->pages_scanned = 0;
504         while (count--) {
505                 struct page *page;
506
507                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
508                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
509                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
510                 list_del(&page->lru);
511                 __free_one_page(page, zone, order);
512         }
513         spin_unlock(&zone->lock);
514 }
515
516 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
517 {
518         spin_lock(&zone->lock);
519         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
520         zone->pages_scanned = 0;
521         __free_one_page(page, zone, order);
522         spin_unlock(&zone->lock);
523 }
524
525 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
526 {
527         unsigned long flags;
528         int i;
529         int reserved = 0;
530
531         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
532                 reserved += free_pages_check(page + i);
533         if (reserved)
534                 return;
535
536         if (!PageHighMem(page)) {
537                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
538                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
539                                            PAGE_SIZE << order);
540         }
541         arch_free_page(page, order);
542         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
543
544         local_irq_save(flags);
545         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
546         free_one_page(page_zone(page), page, order);
547         local_irq_restore(flags);
548 }
549
550 /*
551  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
552  */
553 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
554 {
555         if (order == 0) {
556                 __ClearPageReserved(page);
557                 set_page_count(page, 0);
558                 set_page_refcounted(page);
559                 __free_page(page);
560         } else {
561                 int loop;
562
563                 prefetchw(page);
564                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
565                         struct page *p = &page[loop];
566
567                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
568                                 prefetchw(p + 1);
569                         __ClearPageReserved(p);
570                         set_page_count(p, 0);
571                 }
572
573                 set_page_refcounted(page);
574                 __free_pages(page, order);
575         }
576 }
577
578
579 /*
580  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
581  * Please do not alter this order without good reasons and regression
582  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
583  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
584  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
585  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
586  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
587  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
588  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
589  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
590  *
591  * -- wli
592  */
593 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
594         int low, int high, struct free_area *area,
595         int migratetype)
596 {
597         unsigned long size = 1 << high;
598
599         while (high > low) {
600                 area--;
601                 high--;
602                 size >>= 1;
603                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
604                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
605                 area->nr_free++;
606                 set_page_order(&page[size], high);
607         }
608 }
609
610 /*
611  * This page is about to be returned from the page allocator
612  */
613 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
614 {
615         if (unlikely(page_mapcount(page) |
616                 (page->mapping != NULL)  |
617                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
618                 (page_count(page) != 0)  |
619                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
620                 bad_page(page);
621
622         /*
623          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
624          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
625          */
626         if (PageReserved(page))
627                 return 1;
628
629         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
630                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
631                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
632         set_page_private(page, 0);
633         set_page_refcounted(page);
634
635         arch_alloc_page(page, order);
636         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
637
638         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
639                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
640
641         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
642                 prep_compound_page(page, order);
643
644         return 0;
645 }
646
647 /*
648  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
649  * the smallest available page from the freelists
650  */
651 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
652                                                 int migratetype)
653 {
654         unsigned int current_order;
655         struct free_area * area;
656         struct page *page;
657
658         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
659         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
660                 area = &(zone->free_area[current_order]);
661                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
662                         continue;
663
664                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
665                                                         struct page, lru);
666                 list_del(&page->lru);
667                 rmv_page_order(page);
668                 area->nr_free--;
669                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
670                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
671                 return page;
672         }
673
674         return NULL;
675 }
676
677
678 /*
679  * This array describes the order lists are fallen back to when
680  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
681  */
682 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
683         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
684         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
685         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
686         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
687 };
688
689 /*
690  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
691  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
692  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
693  */
694 static int move_freepages(struct zone *zone,
695                           struct page *start_page, struct page *end_page,
696                           int migratetype)
697 {
698         struct page *page;
699         unsigned long order;
700         int pages_moved = 0;
701
702 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
703         /*
704          * page_zone is not safe to call in this context when
705          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
706          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
707          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
708          * grouping pages by mobility
709          */
710         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
711 #endif
712
713         for (page = start_page; page <= end_page;) {
714                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
715                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
716
717                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
718                         page++;
719                         continue;
720                 }
721
722                 if (!PageBuddy(page)) {
723                         page++;
724                         continue;
725                 }
726
727                 order = page_order(page);
728                 list_del(&page->lru);
729                 list_add(&page->lru,
730                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
731                 page += 1 << order;
732                 pages_moved += 1 << order;
733         }
734
735         return pages_moved;
736 }
737
738 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
739                                 int migratetype)
740 {
741         unsigned long start_pfn, end_pfn;
742         struct page *start_page, *end_page;
743
744         start_pfn = page_to_pfn(page);
745         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
746         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
747         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
748         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
749
750         /* Do not cross zone boundaries */
751         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
752                 start_page = page;
753         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
754                 return 0;
755
756         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
757 }
758
759 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
760 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
761                                                 int start_migratetype)
762 {
763         struct free_area * area;
764         int current_order;
765         struct page *page;
766         int migratetype, i;
767
768         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
769         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
770                                                 --current_order) {
771                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
772                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
773
774                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
775                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
776                                 continue;
777
778                         area = &(zone->free_area[current_order]);
779                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
780                                 continue;
781
782                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
783                                         struct page, lru);
784                         area->nr_free--;
785
786                         /*
787                          * If breaking a large block of pages, move all free
788                          * pages to the preferred allocation list. If falling
789                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
790                          * agressive about taking ownership of free pages
791                          */
792                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
793                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
794                                 unsigned long pages;
795                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
796                                                                 start_migratetype);
797
798                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
799                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
800                                         set_pageblock_migratetype(page,
801                                                                 start_migratetype);
802
803                                 migratetype = start_migratetype;
804                         }
805
806                         /* Remove the page from the freelists */
807                         list_del(&page->lru);
808                         rmv_page_order(page);
809                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
810                                                         -(1UL << order));
811
812                         if (current_order == pageblock_order)
813                                 set_pageblock_migratetype(page,
814                                                         start_migratetype);
815
816                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
817                         return page;
818                 }
819         }
820
821         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
822         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
823 }
824
825 /*
826  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
827  * Call me with the zone->lock already held.
828  */
829 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
830                                                 int migratetype)
831 {
832         struct page *page;
833
834         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
835
836         if (unlikely(!page))
837                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
838
839         return page;
840 }
841
842 /* 
843  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
844  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
845  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
846  */
847 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
848                         unsigned long count, struct list_head *list,
849                         int migratetype, int cold)
850 {
851         int i;
852         
853         spin_lock(&zone->lock);
854         for (i = 0; i < count; ++i) {
855                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
856                 if (unlikely(page == NULL))
857                         break;
858
859                 /*
860                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
861                  * in physical page order. The page is added to the callers and
862                  * list and the list head then moves forward. From the callers
863                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
864                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
865                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
866                  * properly.
867                  */
868                 if (likely(cold == 0))
869                         list_add(&page->lru, list);
870                 else
871                         list_add_tail(&page->lru, list);
872                 set_page_private(page, migratetype);
873                 list = &page->lru;
874         }
875         spin_unlock(&zone->lock);
876         return i;
877 }
878
879 #ifdef CONFIG_NUMA
880 /*
881  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
882  * currently executing processor on remote nodes after they have
883  * expired.
884  *
885  * Note that this function must be called with the thread pinned to
886  * a single processor.
887  */
888 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
889 {
890         unsigned long flags;
891         int to_drain;
892
893         local_irq_save(flags);
894         if (pcp->count >= pcp->batch)
895                 to_drain = pcp->batch;
896         else
897                 to_drain = pcp->count;
898         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
899         pcp->count -= to_drain;
900         local_irq_restore(flags);
901 }
902 #endif
903
904 /*
905  * Drain pages of the indicated processor.
906  *
907  * The processor must either be the current processor and the
908  * thread pinned to the current processor or a processor that
909  * is not online.
910  */
911 static void drain_pages(unsigned int cpu)
912 {
913         unsigned long flags;
914         struct zone *zone;
915
916         for_each_zone(zone) {
917                 struct per_cpu_pageset *pset;
918                 struct per_cpu_pages *pcp;
919
920                 if (!populated_zone(zone))
921                         continue;
922
923                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
924
925                 pcp = &pset->pcp;
926                 local_irq_save(flags);
927                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
928                 pcp->count = 0;
929                 local_irq_restore(flags);
930         }
931 }
932
933 /*
934  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
935  */
936 void drain_local_pages(void *arg)
937 {
938         drain_pages(smp_processor_id());
939 }
940
941 /*
942  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
943  */
944 void drain_all_pages(void)
945 {
946         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
947 }
948
949 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
950
951 void mark_free_pages(struct zone *zone)
952 {
953         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
954         unsigned long flags;
955         int order, t;
956         struct list_head *curr;
957
958         if (!zone->spanned_pages)
959                 return;
960
961         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
962
963         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
964         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
965                 if (pfn_valid(pfn)) {
966                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
967
968                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
969                                 swsusp_unset_page_free(page);
970                 }
971
972         for_each_migratetype_order(order, t) {
973                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
974                         unsigned long i;
975
976                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
977                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
978                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
979                 }
980         }
981         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
982 }
983 #endif /* CONFIG_PM */
984
985 /*
986  * Free a 0-order page
987  */
988 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
989 {
990         struct zone *zone = page_zone(page);
991         struct per_cpu_pages *pcp;
992         unsigned long flags;
993
994         if (PageAnon(page))
995                 page->mapping = NULL;
996         if (free_pages_check(page))
997                 return;
998
999         if (!PageHighMem(page)) {
1000                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1001                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1002         }
1003         arch_free_page(page, 0);
1004         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1005
1006         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1007         local_irq_save(flags);
1008         __count_vm_event(PGFREE);
1009         if (cold)
1010                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1011         else
1012                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1013         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1014         pcp->count++;
1015         if (pcp->count >= pcp->high) {
1016                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1017                 pcp->count -= pcp->batch;
1018         }
1019         local_irq_restore(flags);
1020         put_cpu();
1021 }
1022
1023 void free_hot_page(struct page *page)
1024 {
1025         free_hot_cold_page(page, 0);
1026 }
1027         
1028 void free_cold_page(struct page *page)
1029 {
1030         free_hot_cold_page(page, 1);
1031 }
1032
1033 /*
1034  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1035  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1036  * Each sub-page must be freed individually.
1037  *
1038  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1039  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1040  */
1041 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1042 {
1043         int i;
1044
1045         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1046         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1047         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1048                 set_page_refcounted(page + i);
1049 }
1050
1051 /*
1052  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1053  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1054  * or two.
1055  */
1056 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1057                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1058 {
1059         unsigned long flags;
1060         struct page *page;
1061         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1062         int cpu;
1063         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1064
1065 again:
1066         cpu  = get_cpu();
1067         if (likely(order == 0)) {
1068                 struct per_cpu_pages *pcp;
1069
1070                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1071                 local_irq_save(flags);
1072                 if (!pcp->count) {
1073                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1074                                         pcp->batch, &pcp->list,
1075                                         migratetype, cold);
1076                         if (unlikely(!pcp->count))
1077                                 goto failed;
1078                 }
1079
1080                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1081                 if (cold) {
1082                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1083                                 if (page_private(page) == migratetype)
1084                                         break;
1085                 } else {
1086                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1087                                 if (page_private(page) == migratetype)
1088                                         break;
1089                 }
1090
1091                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1092                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1093                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1094                                         pcp->batch, &pcp->list,
1095                                         migratetype, cold);
1096                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1097                 }
1098
1099                 list_del(&page->lru);
1100                 pcp->count--;
1101         } else {
1102                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1103                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1104                 spin_unlock(&zone->lock);
1105                 if (!page)
1106                         goto failed;
1107         }
1108
1109         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1110         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1111         local_irq_restore(flags);
1112         put_cpu();
1113
1114         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1115         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1116                 goto again;
1117         return page;
1118
1119 failed:
1120         local_irq_restore(flags);
1121         put_cpu();
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1126 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1127 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1128 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1129 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1130 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1131 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1132
1133 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1134
1135 static struct fail_page_alloc_attr {
1136         struct fault_attr attr;
1137
1138         u32 ignore_gfp_highmem;
1139         u32 ignore_gfp_wait;
1140         u32 min_order;
1141
1142 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1143
1144         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1145         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1146         struct dentry *min_order_file;
1147
1148 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1149
1150 } fail_page_alloc = {
1151         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1152         .ignore_gfp_wait = 1,
1153         .ignore_gfp_highmem = 1,
1154         .min_order = 1,
1155 };
1156
1157 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1158 {
1159         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1160 }
1161 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1162
1163 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1164 {
1165         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1166                 return 0;
1167         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1168                 return 0;
1169         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1170                 return 0;
1171         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1172                 return 0;
1173
1174         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1175 }
1176
1177 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1178
1179 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1180 {
1181         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1182         struct dentry *dir;
1183         int err;
1184
1185         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1186                                        "fail_page_alloc");
1187         if (err)
1188                 return err;
1189         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1190
1191         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1192                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1193                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1194
1195         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1196                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1197                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1198         fail_page_alloc.min_order_file =
1199                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1200                                    &fail_page_alloc.min_order);
1201
1202         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1203             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1204             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1205                 err = -ENOMEM;
1206                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1207                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1208                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1209                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1210         }
1211
1212         return err;
1213 }
1214
1215 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1216
1217 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1218
1219 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1220
1221 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1222 {
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1227
1228 /*
1229  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1230  * of the allocation.
1231  */
1232 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1233                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1234 {
1235         /* free_pages my go negative - that's OK */
1236         long min = mark;
1237         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1238         int o;
1239
1240         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1241                 min -= min / 2;
1242         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1243                 min -= min / 4;
1244
1245         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1246                 return 0;
1247         for (o = 0; o < order; o++) {
1248                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1249                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1250
1251                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1252                 min >>= 1;
1253
1254                 if (free_pages <= min)
1255                         return 0;
1256         }
1257         return 1;
1258 }
1259
1260 #ifdef CONFIG_NUMA
1261 /*
1262  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1263  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1264  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1265  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1266  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1267  *
1268  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1269  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1270  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1271  *
1272  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1273  * nothing and returns NULL.
1274  *
1275  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1276  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1277  *
1278  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1279  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1280  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1281  * quickly as we can.
1282  */
1283 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1284 {
1285         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1286         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1287
1288         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1289         if (!zlc)
1290                 return NULL;
1291
1292         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1293                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1294                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1295         }
1296
1297         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1298                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1299                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1300         return allowednodes;
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1305  * if it is worth looking at further for free memory:
1306  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1307  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1308  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1309  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1310  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1311  * else return false (zero) if it is not.
1312  *
1313  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1314  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1315  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1316  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1317  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1318  * into the second scan of the zonelist.
1319  *
1320  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1321  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1322  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1323  * unturned looking for a free page.
1324  */
1325 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1326                                                 nodemask_t *allowednodes)
1327 {
1328         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1329         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1330         int n;                          /* node that zone *z is on */
1331
1332         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1333         if (!zlc)
1334                 return 1;
1335
1336         i = z - zonelist->_zonerefs;
1337         n = zlc->z_to_n[i];
1338
1339         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1340         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1345  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1346  * from that zone don't waste time re-examining it.
1347  */
1348 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1349 {
1350         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1351         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1352
1353         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1354         if (!zlc)
1355                 return;
1356
1357         i = z - zonelist->_zonerefs;
1358
1359         set_bit(i, zlc->fullzones);
1360 }
1361
1362 #else   /* CONFIG_NUMA */
1363
1364 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1365 {
1366         return NULL;
1367 }
1368
1369 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1370                                 nodemask_t *allowednodes)
1371 {
1372         return 1;
1373 }
1374
1375 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1376 {
1377 }
1378 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1379
1380 /*
1381  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1382  * a page.
1383  */
1384 static struct page *
1385 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1386                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1387 {
1388         struct zoneref *z;
1389         struct page *page = NULL;
1390         int classzone_idx;
1391         struct zone *zone, *preferred_zone;
1392         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1393         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1394         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1395
1396         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1397                                                         &preferred_zone);
1398         if (!preferred_zone)
1399                 return NULL;
1400
1401         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1402
1403 zonelist_scan:
1404         /*
1405          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1406          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1407          */
1408         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1409                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1410                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1411                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1412                                 continue;
1413                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1414                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1415                                 goto try_next_zone;
1416
1417                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1418                         unsigned long mark;
1419                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1420                                 mark = zone->pages_min;
1421                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1422                                 mark = zone->pages_low;
1423                         else
1424                                 mark = zone->pages_high;
1425                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1426                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1427                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1428                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1429                                         goto this_zone_full;
1430                         }
1431                 }
1432
1433                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1434                 if (page)
1435                         break;
1436 this_zone_full:
1437                 if (NUMA_BUILD)
1438                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1439 try_next_zone:
1440                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1441                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1442                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1443                         zlc_active = 1;
1444                         did_zlc_setup = 1;
1445                 }
1446         }
1447
1448         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1449                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1450                 zlc_active = 0;
1451                 goto zonelist_scan;
1452         }
1453         return page;
1454 }
1455
1456 /*
1457  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1458  */
1459 struct page *
1460 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1461                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1462 {
1463         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1464         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1465         struct zoneref *z;
1466         struct zone *zone;
1467         struct page *page;
1468         struct reclaim_state reclaim_state;
1469         struct task_struct *p = current;
1470         int do_retry;
1471         int alloc_flags;
1472         unsigned long did_some_progress;
1473         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1474
1475         might_sleep_if(wait);
1476
1477         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1478                 return NULL;
1479
1480 restart:
1481         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1482
1483         if (unlikely(!z->zone)) {
1484                 /*
1485                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1486                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1487                  */
1488                 return NULL;
1489         }
1490
1491         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1492                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1493         if (page)
1494                 goto got_pg;
1495
1496         /*
1497          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1498          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1499          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1500          * using a larger set of nodes after it has established that the
1501          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1502          * over allocated.
1503          */
1504         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1505                 goto nopage;
1506
1507         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1508                 wakeup_kswapd(zone, order);
1509
1510         /*
1511          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1512          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1513          * to how we want to proceed.
1514          *
1515          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1516          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1517          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1518          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1519          */
1520         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1521         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1522                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1523         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1524                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1525         if (wait)
1526                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1527
1528         /*
1529          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1530          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1531          *
1532          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1533          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1534          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1535          */
1536         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1537                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1538         if (page)
1539                 goto got_pg;
1540
1541         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1542
1543 rebalance:
1544         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1545                         && !in_interrupt()) {
1546                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1547 nofail_alloc:
1548                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1549                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1550                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1551                         if (page)
1552                                 goto got_pg;
1553                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1554                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1555                                 goto nofail_alloc;
1556                         }
1557                 }
1558                 goto nopage;
1559         }
1560
1561         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1562         if (!wait)
1563                 goto nopage;
1564
1565         cond_resched();
1566
1567         /* We now go into synchronous reclaim */
1568         cpuset_memory_pressure_bump();
1569         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1570         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1571         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1572
1573         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1574
1575         p->reclaim_state = NULL;
1576         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1577
1578         cond_resched();
1579
1580         if (order != 0)
1581                 drain_all_pages();
1582
1583         if (likely(did_some_progress)) {
1584                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1585                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1586                 if (page)
1587                         goto got_pg;
1588         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1589                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1590                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1591                         goto restart;
1592                 }
1593
1594                 /*
1595                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1596                  * very high watermark here, this is only to catch
1597                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1598                  * under heavy pressure.
1599                  */
1600                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1601                         order, zonelist, high_zoneidx,
1602                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1603                 if (page) {
1604                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1605                         goto got_pg;
1606                 }
1607
1608                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1609                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1610                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1611                         goto nopage;
1612                 }
1613
1614                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1615                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1616                 goto restart;
1617         }
1618
1619         /*
1620          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1621          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1622          *
1623          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1624          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1625          * implementations.
1626          *
1627          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1628          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1629          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1630          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1631          * allocation still fails, we stop retrying.
1632          */
1633         pages_reclaimed += did_some_progress;
1634         do_retry = 0;
1635         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1636                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1637                         do_retry = 1;
1638                 } else {
1639                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1640                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1641                                         do_retry = 1;
1642                 }
1643                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1644                         do_retry = 1;
1645         }
1646         if (do_retry) {
1647                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1648                 goto rebalance;
1649         }
1650
1651 nopage:
1652         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1653                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1654                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1655                         p->comm, order, gfp_mask);
1656                 dump_stack();
1657                 show_mem();
1658         }
1659 got_pg:
1660         return page;
1661 }
1662 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1663
1664 /*
1665  * Common helper functions.
1666  */
1667 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1668 {
1669         struct page * page;
1670         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1671         if (!page)
1672                 return 0;
1673         return (unsigned long) page_address(page);
1674 }
1675
1676 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1677
1678 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1679 {
1680         struct page * page;
1681
1682         /*
1683          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1684          * a highmem page
1685          */
1686         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1687
1688         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1689         if (page)
1690                 return (unsigned long) page_address(page);
1691         return 0;
1692 }
1693
1694 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1695
1696 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1697 {
1698         int i = pagevec_count(pvec);
1699
1700         while (--i >= 0)
1701                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1702 }
1703
1704 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1705 {
1706         if (put_page_testzero(page)) {
1707                 if (order == 0)
1708                         free_hot_page(page);
1709                 else
1710                         __free_pages_ok(page, order);
1711         }
1712 }
1713
1714 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1715
1716 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1717 {
1718         if (addr != 0) {
1719                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1720                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1721         }
1722 }
1723
1724 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1725
1726 /**
1727  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1728  * @size: the number of bytes to allocate
1729  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1730  *
1731  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1732  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1733  * allocate memory in power-of-two pages.
1734  *
1735  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1736  *
1737  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1738  */
1739 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1740 {
1741         unsigned int order = get_order(size);
1742         unsigned long addr;
1743
1744         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1745         if (addr) {
1746                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1747                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1748
1749                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1750                 while (used < alloc_end) {
1751                         free_page(used);
1752                         used += PAGE_SIZE;
1753                 }
1754         }
1755
1756         return (void *)addr;
1757 }
1758 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1759
1760 /**
1761  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1762  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1763  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1764  *
1765  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1766  */
1767 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1768 {
1769         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1770         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1771
1772         while (addr < end) {
1773                 free_page(addr);
1774                 addr += PAGE_SIZE;
1775         }
1776 }
1777 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1778
1779 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1780 {
1781         struct zoneref *z;
1782         struct zone *zone;
1783
1784         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1785         unsigned int sum = 0;
1786
1787         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1788
1789         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1790                 unsigned long size = zone->present_pages;
1791                 unsigned long high = zone->pages_high;
1792                 if (size > high)
1793                         sum += size - high;
1794         }
1795
1796         return sum;
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1801  */
1802 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1803 {
1804         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1805 }
1806 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1807
1808 /*
1809  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1810  */
1811 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1812 {
1813         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1814 }
1815
1816 static inline void show_node(struct zone *zone)
1817 {
1818         if (NUMA_BUILD)
1819                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1820 }
1821
1822 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1823 {
1824         val->totalram = totalram_pages;
1825         val->sharedram = 0;
1826         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1827         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1828         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1829         val->freehigh = nr_free_highpages();
1830         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1831 }
1832
1833 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1834
1835 #ifdef CONFIG_NUMA
1836 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1837 {
1838         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1839
1840         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1841         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1842 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1843         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1844         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1845                         NR_FREE_PAGES);
1846 #else
1847         val->totalhigh = 0;
1848         val->freehigh = 0;
1849 #endif
1850         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1851 }
1852 #endif
1853
1854 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1855
1856 /*
1857  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1858  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1859  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1860  */
1861 void show_free_areas(void)
1862 {
1863         int cpu;
1864         struct zone *zone;
1865
1866         for_each_zone(zone) {
1867                 if (!populated_zone(zone))
1868                         continue;
1869
1870                 show_node(zone);
1871                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1872
1873                 for_each_online_cpu(cpu) {
1874                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1875
1876                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1877
1878                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1879                                cpu, pageset->pcp.high,
1880                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1881                 }
1882         }
1883
1884         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1885                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1886                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1887                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1888                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1889                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1890                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1891                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1892                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1893                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1894                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1895                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1896                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1897
1898         for_each_zone(zone) {
1899                 int i;
1900
1901                 if (!populated_zone(zone))
1902                         continue;
1903
1904                 show_node(zone);
1905                 printk("%s"
1906                         " free:%lukB"
1907                         " min:%lukB"
1908                         " low:%lukB"
1909                         " high:%lukB"
1910                         " active:%lukB"
1911                         " inactive:%lukB"
1912                         " present:%lukB"
1913                         " pages_scanned:%lu"
1914                         " all_unreclaimable? %s"
1915                         "\n",
1916                         zone->name,
1917                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1918                         K(zone->pages_min),
1919                         K(zone->pages_low),
1920                         K(zone->pages_high),
1921                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1922                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1923                         K(zone->present_pages),
1924                         zone->pages_scanned,
1925                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1926                         );
1927                 printk("lowmem_reserve[]:");
1928                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1929                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1930                 printk("\n");
1931         }
1932
1933         for_each_zone(zone) {
1934                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1935
1936                 if (!populated_zone(zone))
1937                         continue;
1938
1939                 show_node(zone);
1940                 printk("%s: ", zone->name);
1941
1942                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1943                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1944                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1945                         total += nr[order] << order;
1946                 }
1947                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1948                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1949                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1950                 printk("= %lukB\n", K(total));
1951         }
1952
1953         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1954
1955         show_swap_cache_info();
1956 }
1957
1958 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1959 {
1960         zoneref->zone = zone;
1961         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Builds allocation fallback zone lists.
1966  *
1967  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1968  */
1969 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1970                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1971 {
1972         struct zone *zone;
1973
1974         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1975         zone_type++;
1976
1977         do {
1978                 zone_type--;
1979                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1980                 if (populated_zone(zone)) {
1981                         zoneref_set_zone(zone,
1982                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1983                         check_highest_zone(zone_type);
1984                 }
1985
1986         } while (zone_type);
1987         return nr_zones;
1988 }
1989
1990
1991 /*
1992  *  zonelist_order:
1993  *  0 = automatic detection of better ordering.
1994  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1995  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1996  *
1997  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1998  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1999  */
2000 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2001 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2002 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2003
2004 /* zonelist order in the kernel.
2005  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2006  */
2007 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2008 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2009
2010
2011 #ifdef CONFIG_NUMA
2012 /* The value user specified ....changed by config */
2013 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2014 /* string for sysctl */
2015 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2016 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2017
2018 /*
2019  * interface for configure zonelist ordering.
2020  * command line option "numa_zonelist_order"
2021  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2022  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2023  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2024  */
2025
2026 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2027 {
2028         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2029                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2030         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2031                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2032         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2033                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2034         } else {
2035                 printk(KERN_WARNING
2036                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2037                         "%s\n", s);
2038                 return -EINVAL;
2039         }
2040         return 0;
2041 }
2042
2043 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2044 {
2045         if (s)
2046                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2047         return 0;
2048 }
2049 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2050
2051 /*
2052  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2053  */
2054 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2055                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2056                 loff_t *ppos)
2057 {
2058         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2059         int ret;
2060
2061         if (write)
2062                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2063                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2064         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2065         if (ret)
2066                 return ret;
2067         if (write) {
2068                 int oldval = user_zonelist_order;
2069                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2070                         /*
2071                          * bogus value.  restore saved string
2072                          */
2073                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2074                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2075                         user_zonelist_order = oldval;
2076                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2077                         build_all_zonelists();
2078         }
2079         return 0;
2080 }
2081
2082
2083 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2084 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2085
2086 /**
2087  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2088  * @node: node whose fallback list we're appending
2089  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2090  *
2091  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2092  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2093  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2094  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2095  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2096  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2097  * on them otherwise.
2098  * It returns -1 if no node is found.
2099  */
2100 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2101 {
2102         int n, val;
2103         int min_val = INT_MAX;
2104         int best_node = -1;
2105         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2106
2107         /* Use the local node if we haven't already */
2108         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2109                 node_set(node, *used_node_mask);
2110                 return node;
2111         }
2112
2113         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2114
2115                 /* Don't want a node to appear more than once */
2116                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2117                         continue;
2118
2119                 /* Use the distance array to find the distance */
2120                 val = node_distance(node, n);
2121
2122                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2123                 val += (n < node);
2124
2125                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2126                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2127                 if (!cpus_empty(*tmp))
2128                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2129
2130                 /* Slight preference for less loaded node */
2131                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2132                 val += node_load[n];
2133
2134                 if (val < min_val) {
2135                         min_val = val;
2136                         best_node = n;
2137                 }
2138         }
2139
2140         if (best_node >= 0)
2141                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2142
2143         return best_node;
2144 }
2145
2146
2147 /*
2148  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2149  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2150  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2151  */
2152 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2153 {
2154         int j;
2155         struct zonelist *zonelist;
2156
2157         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2158         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2159                 ;
2160         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2161                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2162         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2163         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Build gfp_thisnode zonelists
2168  */
2169 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2170 {
2171         int j;
2172         struct zonelist *zonelist;
2173
2174         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2175         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2176         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2177         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2182  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2183  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2184  * may still exist in local DMA zone.
2185  */
2186 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2187
2188 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2189 {
2190         int pos, j, node;
2191         int zone_type;          /* needs to be signed */
2192         struct zone *z;
2193         struct zonelist *zonelist;
2194
2195         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2196         pos = 0;
2197         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2198                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2199                         node = node_order[j];
2200                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2201                         if (populated_zone(z)) {
2202                                 zoneref_set_zone(z,
2203                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2204                                 check_highest_zone(zone_type);
2205                         }
2206                 }
2207         }
2208         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2209         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2210 }
2211
2212 static int default_zonelist_order(void)
2213 {
2214         int nid, zone_type;
2215         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2216         struct zone *z;
2217         int average_size;
2218         /*
2219          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2220          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2221          * into OOM very easily.
2222          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2223          */
2224         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2225         low_kmem_size = 0;
2226         total_size = 0;
2227         for_each_online_node(nid) {
2228                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2229                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2230                         if (populated_zone(z)) {
2231                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2232                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2233                                 total_size += z->present_pages;
2234                         }
2235                 }
2236         }
2237         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2238             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2239                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2240         /*
2241          * look into each node's config.
2242          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2243          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2244          */
2245         average_size = total_size /
2246                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2247         for_each_online_node(nid) {
2248                 low_kmem_size = 0;
2249                 total_size = 0;
2250                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2251                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2252                         if (populated_zone(z)) {
2253                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2254                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2255                                 total_size += z->present_pages;
2256                         }
2257                 }
2258                 if (low_kmem_size &&
2259                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2260                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2261                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2262         }
2263         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2264 }
2265
2266 static void set_zonelist_order(void)
2267 {
2268         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2269                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2270         else
2271                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2272 }
2273
2274 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2275 {
2276         int j, node, load;
2277         enum zone_type i;
2278         nodemask_t used_mask;
2279         int local_node, prev_node;
2280         struct zonelist *zonelist;
2281         int order = current_zonelist_order;
2282
2283         /* initialize zonelists */
2284         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2285                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2286                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2287                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2288         }
2289
2290         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2291         local_node = pgdat->node_id;
2292         load = num_online_nodes();
2293         prev_node = local_node;
2294         nodes_clear(used_mask);
2295
2296         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2297         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2298         j = 0;
2299
2300         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2301                 int distance = node_distance(local_node, node);
2302
2303                 /*
2304                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2305                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2306                  */
2307                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2308                         zone_reclaim_mode = 1;
2309
2310                 /*
2311                  * We don't want to pressure a particular node.
2312                  * So adding penalty to the first node in same
2313                  * distance group to make it round-robin.
2314                  */
2315                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2316                         node_load[node] = load;
2317
2318                 prev_node = node;
2319                 load--;
2320                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2321                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2322                 else
2323                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2324         }
2325
2326         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2327                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2328                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2329         }
2330
2331         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2332 }
2333
2334 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2335 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2336 {
2337         struct zonelist *zonelist;
2338         struct zonelist_cache *zlc;
2339         struct zoneref *z;
2340
2341         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2342         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2343         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2344         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2345                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2346 }
2347
2348
2349 #else   /* CONFIG_NUMA */
2350
2351 static void set_zonelist_order(void)
2352 {
2353         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2354 }
2355
2356 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2357 {
2358         int node, local_node;
2359         enum zone_type j;
2360         struct zonelist *zonelist;
2361
2362         local_node = pgdat->node_id;
2363
2364         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2365         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2366
2367         /*
2368          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2369          * of all the other nodes.
2370          * We don't want to pressure a particular node, so when
2371          * building the zones for node N, we make sure that the
2372          * zones coming right after the local ones are those from
2373          * node N+1 (modulo N)
2374          */
2375         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2376                 if (!node_online(node))
2377                         continue;
2378                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2379                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2380         }
2381         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2382                 if (!node_online(node))
2383                         continue;
2384                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2385                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2386         }
2387
2388         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2389         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2390 }
2391
2392 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2393 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2394 {
2395         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2396 }
2397
2398 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2399
2400 /* return values int ....just for stop_machine() */
2401 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2402 {
2403         int nid;
2404
2405         for_each_online_node(nid) {
2406                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2407
2408                 build_zonelists(pgdat);
2409                 build_zonelist_cache(pgdat);
2410         }
2411         return 0;
2412 }
2413
2414 void build_all_zonelists(void)
2415 {
2416         set_zonelist_order();
2417
2418         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2419                 __build_all_zonelists(NULL);
2420                 mminit_verify_zonelist();
2421                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2422         } else {
2423                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2424                    of zonelist */
2425                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2426                 /* cpuset refresh routine should be here */
2427         }
2428         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2429         /*
2430          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2431          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2432          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2433          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2434          * disabled and enable it later
2435          */
2436         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2437                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2438         else
2439                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2440
2441         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2442                 "Total pages: %ld\n",
2443                         num_online_nodes(),
2444                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2445                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2446                         vm_total_pages);
2447 #ifdef CONFIG_NUMA
2448         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2449 #endif
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2454  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2455  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2456  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2457  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2458  * conservative, even though it seems large.
2459  *
2460  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2461  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2462  */
2463 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2464
2465 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2466 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2467 {
2468         unsigned long size = 1;
2469
2470         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2471
2472         while (size < pages)
2473                 size <<= 1;
2474
2475         /*
2476          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2477          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2478          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2479          */
2480         size = min(size, 4096UL);
2481
2482         return max(size, 4UL);
2483 }
2484 #else
2485 /*
2486  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2487  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2488  *
2489  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2490  *
2491  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2492  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2493  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2494  *
2495  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2496  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2497  *
2498  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2499  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2500  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2501  */
2502 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2503 {
2504         return 4096UL;
2505 }
2506 #endif
2507
2508 /*
2509  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2510  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2511  * hash function before the remainder is taken.
2512  */
2513 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2514 {
2515         return ffz(~size);
2516 }
2517
2518 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2519
2520 /*
2521  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2522  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2523  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2524  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2525  * blocks as reclaim kicks in
2526  */
2527 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2528 {
2529         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2530         struct page *page;
2531         unsigned long reserve, block_migratetype;
2532
2533         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2534         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2535         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2536         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2537                                                         pageblock_order;
2538
2539         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2540                 if (!pfn_valid(pfn))
2541                         continue;
2542                 page = pfn_to_page(pfn);
2543
2544                 /* Watch out for overlapping nodes */
2545                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2546                         continue;
2547
2548                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2549                 if (PageReserved(page))
2550                         continue;
2551
2552                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2553
2554                 /* If this block is reserved, account for it */
2555                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2556                         reserve--;
2557                         continue;
2558                 }
2559
2560                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2561                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2562                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2563                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2564                         reserve--;
2565                         continue;
2566                 }
2567
2568                 /*
2569                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2570                  * take it back
2571                  */
2572                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2573                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2574                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2575                 }
2576         }
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2581  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2582  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2583  */
2584 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2585                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2586 {
2587         struct page *page;
2588         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2589         unsigned long pfn;
2590         struct zone *z;
2591
2592         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2593         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2594                 /*
2595                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2596                  * handed to this function.  They do not
2597                  * exist on hotplugged memory.
2598                  */
2599                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2600                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2601                                 continue;
2602                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2603                                 continue;
2604                 }
2605                 page = pfn_to_page(pfn);
2606                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2607                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2608                 init_page_count(page);
2609                 reset_page_mapcount(page);
2610                 SetPageReserved(page);
2611                 /*
2612                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2613                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2614                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2615                  * the address space during boot when many long-lived
2616                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2617                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2618                  * setup_zone_migrate_reserve()
2619                  *
2620                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2621                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2622                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2623                  * pfn out of zone.
2624                  */
2625                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2626                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2627                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2628                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2629
2630                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2631 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2632                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2633                 if (!is_highmem_idx(zone))
2634                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2635 #endif
2636         }
2637 }
2638
2639 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2640 {
2641         int order, t;
2642         for_each_migratetype_order(order, t) {
2643                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2644                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2645         }
2646 }
2647
2648 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2649 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2650         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2651 #endif
2652
2653 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2654 {
2655         int batch;
2656
2657         /*
2658          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2659          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2660          *
2661          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2662          */
2663         batch = zone->present_pages / 1024;
2664         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2665                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2666         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2667         if (batch < 1)
2668                 batch = 1;
2669
2670         /*
2671          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2672          * of 2 value was found to be more likely to have
2673          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2674          *
2675          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2676          * batches of pages, one task can end up with a lot
2677          * of pages of one half of the possible page colors
2678          * and the other with pages of the other colors.
2679          */
2680         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2681
2682         return batch;
2683 }
2684
2685 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2686 {
2687         struct per_cpu_pages *pcp;
2688
2689         memset(p, 0, sizeof(*p));
2690
2691         pcp = &p->pcp;
2692         pcp->count = 0;
2693         pcp->high = 6 * batch;
2694         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2695         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2696 }
2697
2698 /*
2699  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2700  * to the value high for the pageset p.
2701  */
2702
2703 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2704                                 unsigned long high)
2705 {
2706         struct per_cpu_pages *pcp;
2707
2708         pcp = &p->pcp;
2709         pcp->high = high;
2710         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2711         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2712                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2713 }
2714
2715
2716 #ifdef CONFIG_NUMA
2717 /*
2718  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2719  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2720  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2721  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2722  * with interrupts disabled.
2723  *
2724  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2725  *
2726  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2727  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2728  * hotplugged processors.
2729  *
2730  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2731  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2732  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2733  */
2734 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2735
2736 /*
2737  * Dynamically allocate memory for the
2738  * per cpu pageset array in struct zone.
2739  */
2740 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2741 {
2742         struct zone *zone, *dzone;
2743         int node = cpu_to_node(cpu);
2744
2745         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2746
2747         for_each_zone(zone) {
2748
2749                 if (!populated_zone(zone))
2750                         continue;
2751
2752                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2753                                          GFP_KERNEL, node);
2754                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2755                         goto bad;
2756
2757                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2758
2759                 if (percpu_pagelist_fraction)
2760                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2761                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2762         }
2763
2764         return 0;
2765 bad:
2766         for_each_zone(dzone) {
2767                 if (!populated_zone(dzone))
2768                         continue;
2769                 if (dzone == zone)
2770                         break;
2771                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2772                 zone_pcp(dzone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2773         }
2774         return -ENOMEM;
2775 }
2776
2777 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2778 {
2779         struct zone *zone;
2780
2781         for_each_zone(zone) {
2782                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2783
2784                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2785                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2786                         kfree(pset);
2787                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2788         }
2789 }
2790
2791 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2792                 unsigned long action,
2793                 void *hcpu)
2794 {
2795         int cpu = (long)hcpu;
2796         int ret = NOTIFY_OK;
2797
2798         switch (action) {
2799         case CPU_UP_PREPARE:
2800         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2801                 if (process_zones(cpu))
2802                         ret = NOTIFY_BAD;
2803                 break;
2804         case CPU_UP_CANCELED:
2805         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2806         case CPU_DEAD:
2807         case CPU_DEAD_FROZEN:
2808                 free_zone_pagesets(cpu);
2809                 break;
2810         default:
2811                 break;
2812         }
2813         return ret;
2814 }
2815
2816 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2817         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2818
2819 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2820 {
2821         int err;
2822
2823         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2824          * A cpuup callback will do this for every cpu
2825          * as it comes online
2826          */
2827         err = process_zones(smp_processor_id());
2828         BUG_ON(err);
2829         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2830 }
2831
2832 #endif
2833
2834 static noinline __init_refok
2835 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2836 {
2837         int i;
2838         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2839         size_t alloc_size;
2840
2841         /*
2842          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2843          * per zone.
2844          */
2845         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2846                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2847         zone->wait_table_bits =
2848                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2849         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2850                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2851
2852         if (!slab_is_available()) {
2853                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2854                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2855         } else {
2856                 /*
2857                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2858                  * via memory hot-add.
2859                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2860                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2861                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2862                  * node itself as well.
2863                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2864                  * necessary.
2865                  */
2866                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2867         }
2868         if (!zone->wait_table)
2869                 return -ENOMEM;
2870
2871         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2872                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2873
2874         return 0;
2875 }
2876
2877 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2878 {
2879         int cpu;
2880         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2881
2882         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2883 #ifdef CONFIG_NUMA
2884                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2885                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2886                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2887 #else
2888                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2889 #endif
2890         }
2891         if (zone->present_pages)
2892                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2893                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2894 }
2895
2896 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2897                                         unsigned long zone_start_pfn,
2898                                         unsigned long size,
2899                                         enum memmap_context context)
2900 {
2901         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2902         int ret;
2903         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2904         if (ret)
2905                 return ret;
2906         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2907
2908         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2909
2910         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2911                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2912                         pgdat->node_id,
2913                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2914                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2915
2916         zone_init_free_lists(zone);
2917
2918         return 0;
2919 }
2920
2921 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2922 /*
2923  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2924  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2925  */
2926 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2927 {
2928         int i;
2929
2930         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2931                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2932                         return i;
2933
2934         return -1;
2935 }
2936
2937 /*
2938  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2939  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2940  */
2941 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2942 {
2943         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2944                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2945                         return index;
2946
2947         return -1;
2948 }
2949
2950 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2951 /*
2952  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2953  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2954  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2955  * alternative
2956  */
2957 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2958 {
2959         int i;
2960
2961         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2962                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2963                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2964
2965                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2966                         return early_node_map[i].nid;
2967         }
2968         /* This is a memory hole */
2969         return -1;
2970 }
2971 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2972
2973 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2974 {
2975         int nid;
2976
2977         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
2978         if (nid >= 0)
2979                 return nid;
2980         /* just returns 0 */
2981         return 0;
2982 }
2983
2984 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
2985 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
2986 {
2987         int nid;
2988
2989         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
2990         if (nid >= 0 && nid != node)
2991                 return false;
2992         return true;
2993 }
2994 #endif
2995
2996 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2997 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2998         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2999                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3000
3001 /**
3002  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3003  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3004  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3005  *
3006  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3007  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3008  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3009  */
3010 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3011                                                 unsigned long max_low_pfn)
3012 {
3013         int i;
3014
3015         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3016                 unsigned long size_pages = 0;
3017                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3018
3019                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3020                         continue;
3021
3022                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3023                         end_pfn = max_low_pfn;
3024
3025                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3026                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3027                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3028                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3029         }
3030 }
3031
3032 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3033 {
3034         int i;
3035         int ret;
3036
3037         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3038                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3039                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3040                 if (ret)
3041                         break;
3042         }
3043 }
3044 /**
3045  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3046  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3047  *
3048  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3049  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3050  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3051  */
3052 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3053 {
3054         int i;
3055
3056         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3057                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3058                                 early_node_map[i].start_pfn,
3059                                 early_node_map[i].end_pfn);
3060 }
3061
3062 /**
3063  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3064  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3065  * @start_pfn: The start pfn of the node
3066  * @end_pfn: The end pfn of the node
3067  *
3068  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3069  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3070  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3071  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3072  * be used later.
3073  */
3074 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3075 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3076                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3077 {
3078         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3079                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3080                         nid, start_pfn, end_pfn);
3081
3082         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3083         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3084                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3085
3086         /* Update the boundaries */
3087         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3088                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3089         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3090                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3091 }
3092
3093 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3094 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3095                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3096 {
3097         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3098                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3099                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3100
3101         /* Return if boundary information has not been provided */
3102         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3103                 return;
3104
3105         /* Check the boundaries and update if necessary */
3106         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3107                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3108         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3109                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3110 }
3111 #else
3112 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3113                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3114
3115 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3116                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3117 #endif
3118
3119
3120 /**
3121  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3122  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3123  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3124  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3125  *
3126  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3127  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3128  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3129  * PFNs will be 0.
3130  */
3131 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3132                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3133 {
3134         int i;
3135         *start_pfn = -1UL;
3136         *end_pfn = 0;
3137
3138         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3139                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3140                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3141         }
3142
3143         if (*start_pfn == -1UL)
3144                 *start_pfn = 0;
3145
3146         /* Push the node boundaries out if requested */
3147         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3148 }
3149
3150 /*
3151  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3152  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3153  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3154  */
3155 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3156 {
3157         int zone_index;
3158         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3159                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3160                         continue;
3161
3162                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3163                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3164                         break;
3165         }
3166
3167         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3168         movable_zone = zone_index;
3169 }
3170
3171 /*
3172  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3173  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3174  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3175  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3176  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3177  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3178  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3179  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3180  */
3181 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3182                                         unsigned long zone_type,
3183                                         unsigned long node_start_pfn,
3184                                         unsigned long node_end_pfn,
3185                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3186                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3187 {
3188         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3189         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3190                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3191                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3192                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3193                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3194                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3195
3196                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3197                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3198                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3199                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3200
3201                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3202                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3203                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3204         }
3205 }
3206
3207 /*
3208  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3209  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3210  */
3211 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3212                                         unsigned long zone_type,
3213                                         unsigned long *ignored)
3214 {
3215         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3216         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3217
3218         /* Get the start and end of the node and zone */
3219         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3220         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3221         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3222         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3223                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3224                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3225
3226         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3227         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3228                 return 0;
3229
3230         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3231         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3232         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3233
3234         /* Return the spanned pages */
3235         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3236 }
3237
3238 /*
3239  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3240  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3241  */
3242 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3243                                 unsigned long range_start_pfn,
3244                                 unsigned long range_end_pfn)
3245 {
3246         int i = 0;
3247         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3248         unsigned long start_pfn;
3249
3250         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3251         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3252         if (i == -1)
3253                 return 0;
3254
3255         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3256
3257         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3258         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3259                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3260
3261         /* Find all holes for the zone within the node */
3262         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3263
3264                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3265                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3266                         break;
3267
3268                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3269                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3270                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3271
3272                 /* Update the hole size cound and move on */
3273                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3274                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3275                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3276                 }
3277                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3278         }
3279
3280         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3281         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3282                 hole_pages += range_end_pfn -
3283                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3284
3285         return hole_pages;
3286 }
3287
3288 /**
3289  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3290  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3291  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3292  *
3293  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3294  */
3295 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3296                                                         unsigned long end_pfn)
3297 {
3298         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3299 }
3300
3301 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3302 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3303                                         unsigned long zone_type,
3304                                         unsigned long *ignored)
3305 {
3306         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3307         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3308
3309         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3310         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3311                                                         node_start_pfn);
3312         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3313                                                         node_end_pfn);
3314
3315         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3316                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3317                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3318         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3319 }
3320
3321 #else
3322 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3323                                         unsigned long zone_type,
3324                                         unsigned long *zones_size)
3325 {
3326         return zones_size[zone_type];
3327 }
3328
3329 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3330                                                 unsigned long zone_type,
3331                                                 unsigned long *zholes_size)
3332 {
3333         if (!zholes_size)
3334                 return 0;
3335
3336         return zholes_size[zone_type];
3337 }
3338
3339 #endif
3340
3341 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3342                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3343 {
3344         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3345         enum zone_type i;
3346
3347         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3348                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3349                                                                 zones_size);
3350         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3351
3352         realtotalpages = totalpages;
3353         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3354                 realtotalpages -=
3355                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3356                                                                 zholes_size);
3357         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3358         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3359                                                         realtotalpages);
3360 }
3361
3362 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3363 /*
3364  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3365  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3366  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3367  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3368  * bytes.
3369  */
3370 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3371 {
3372         unsigned long usemapsize;
3373
3374         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3375         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3376         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3377         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3378
3379         return usemapsize / 8;
3380 }
3381
3382 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3383                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3384 {
3385         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3386         zone->pageblock_flags = NULL;
3387         if (usemapsize) {
3388                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3389                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3390         }
3391 }
3392 #else
3393 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3394                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3395 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3396
3397 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3398
3399 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3400 static inline int pageblock_default_order(void)
3401 {
3402         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3403                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3404
3405         return MAX_ORDER-1;
3406 }
3407
3408 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3409 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3410 {
3411         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3412         if (pageblock_order)
3413                 return;
3414
3415         /*
3416          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3417          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3418          */
3419         pageblock_order = order;
3420 }
3421 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3422
3423 /*
3424  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3425  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3426  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3427  * pageblock_order based on the kernel config
3428  */
3429 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3430 {
3431         return MAX_ORDER-1;
3432 }
3433 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3434
3435 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3436
3437 /*
3438  * Set up the zone data structures:
3439  *   - mark all pages reserved
3440  *   - mark all memory queues empty
3441  *   - clear the memory bitmaps
3442  */
3443 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3444                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3445 {
3446         enum zone_type j;
3447         int nid = pgdat->node_id;
3448         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3449         int ret;
3450
3451         pgdat_resize_init(pgdat);
3452         pgdat->nr_zones = 0;
3453         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3454         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3455         
3456         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3457                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3458                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3459
3460                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3461                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3462                                                                 zholes_size);
3463
3464                 /*
3465                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3466                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3467                  * and per-cpu initialisations
3468                  */
3469                 memmap_pages =
3470                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3471                 if (realsize >= memmap_pages) {
3472                         realsize -= memmap_pages;
3473                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3474                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3475                                 zone_names[j], memmap_pages);
3476                 } else
3477                         printk(KERN_WARNING
3478                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3479                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3480
3481                 /* Account for reserved pages */
3482                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3483                         realsize -= dma_reserve;
3484                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3485                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3486                                         zone_names[0], dma_reserve);
3487                 }
3488
3489                 if (!is_highmem_idx(j))
3490                         nr_kernel_pages += realsize;
3491                 nr_all_pages += realsize;
3492
3493                 zone->spanned_pages = size;
3494                 zone->present_pages = realsize;
3495 #ifdef CONFIG_NUMA
3496                 zone->node = nid;
3497                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3498                                                 / 100;
3499                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3500 #endif
3501                 zone->name = zone_names[j];
3502                 spin_lock_init(&zone->lock);
3503                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3504                 zone_seqlock_init(zone);
3505                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3506
3507                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3508
3509                 zone_pcp_init(zone);
3510                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3511                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3512                 zone->nr_scan_active = 0;
3513                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3514                 zap_zone_vm_stats(zone);
3515                 zone->flags = 0;
3516                 if (!size)
3517                         continue;
3518
3519                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3520                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3521                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3522                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3523                 BUG_ON(ret);
3524                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3525                 zone_start_pfn += size;
3526         }
3527 }
3528
3529 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3530 {
3531         /* Skip empty nodes */
3532         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3533                 return;
3534
3535 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3536         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3537         if (!pgdat->node_mem_map) {
3538                 unsigned long size, start, end;
3539                 struct page *map;
3540
3541                 /*
3542                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3543                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3544                  * for the buddy allocator to function correctly.
3545                  */
3546                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3547                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3548                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3549                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3550                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3551                 if (!map)
3552                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3553                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3554         }
3555 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3556         /*
3557          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3558          */
3559         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3560                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3561 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3562                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3563                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3564 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3565         }
3566 #endif
3567 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3568 }
3569
3570 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3571                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3572 {
3573         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3574
3575         pgdat->node_id = nid;
3576         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3577         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3578
3579         alloc_node_mem_map(pgdat);
3580 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3581         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3582                 nid, (unsigned long)pgdat,
3583                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3584 #endif
3585
3586         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3587 }
3588
3589 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3590
3591 #if MAX_NUMNODES > 1
3592 /*
3593  * Figure out the number of possible node ids.
3594  */
3595 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3596 {
3597         unsigned int node;
3598         unsigned int highest = 0;
3599
3600         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3601                 highest = node;
3602         nr_node_ids = highest + 1;
3603 }
3604 #else
3605 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3606 {
3607 }
3608 #endif
3609
3610 /**
3611  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3612  * @nid: The node ID the range resides on
3613  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3614  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3615  *
3616  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3617  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3618  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3619  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3620  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3621  */
3622 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3623                                                 unsigned long end_pfn)
3624 {
3625         int i;
3626
3627         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3628                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3629                         "%d entries of %d used\n",
3630                         nid, start_pfn, end_pfn,
3631                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3632
3633         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3634
3635         /* Merge with existing active regions if possible */
3636         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3637                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3638                         continue;
3639
3640                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3641                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3642                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3643                         return;
3644
3645                 /* Merge forward if suitable */
3646                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3647                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3648                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3649                         return;
3650                 }
3651
3652                 /* Merge backward if suitable */
3653                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3654                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3655                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3656                         return;
3657                 }
3658         }
3659
3660         /* Check that early_node_map is large enough */
3661         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3662                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3663                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3664                 return;
3665         }
3666
3667         early_node_map[i].nid = nid;
3668         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3669         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3670         nr_nodemap_entries = i + 1;
3671 }
3672
3673 /**
3674  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3675  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3676  * @start_pfn: The new PFN of the range
3677  * @end_pfn: The new PFN of the range
3678  *
3679  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3680  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3681  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3682  * range.
3683  */
3684 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3685                                 unsigned long end_pfn)
3686 {
3687         int i, j;
3688         int removed = 0;
3689
3690         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3691                           nid, start_pfn, end_pfn);
3692
3693         /* Find the old active region end and shrink */
3694         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3695                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3696                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3697                         /* clear it */
3698                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3699                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3700                         removed = 1;
3701                         continue;
3702                 }
3703                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3704                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3705                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3706                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3707                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3708                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3709                         continue;
3710                 }
3711                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3712                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3713                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3714                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3715                         continue;
3716                 }
3717         }
3718
3719         if (!removed)
3720                 return;
3721
3722         /* remove the blank ones */
3723         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3724                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3725                         continue;
3726                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3727                         continue;
3728                 /* we found it, get rid of it */
3729                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3730                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3731                                 sizeof(early_node_map[j]));
3732                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3733                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3734                 nr_nodemap_entries--;
3735         }
3736 }
3737
3738 /**
3739  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3740  *
3741  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3742  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3743  * all currently registered regions.
3744  */
3745 void __init remove_all_active_ranges(void)
3746 {
3747         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3748         nr_nodemap_entries = 0;
3749 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3750         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3751         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3752 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3753 }
3754
3755 /* Compare two active node_active_regions */
3756 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3757 {
3758         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3759         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3760
3761         /* Done this way to avoid overflows */
3762         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3763                 return 1;
3764         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3765                 return -1;
3766
3767         return 0;
3768 }
3769
3770 /* sort the node_map by start_pfn */
3771 static void __init sort_node_map(void)
3772 {
3773         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3774                         sizeof(struct node_active_region),
3775                         cmp_node_active_region, NULL);
3776 }
3777
3778 /* Find the lowest pfn for a node */
3779 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3780 {
3781         int i;
3782         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3783
3784         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3785         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3786                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3787
3788         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3789                 printk(KERN_WARNING
3790                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3791                 return 0;
3792         }
3793
3794         return min_pfn;
3795 }
3796
3797 /**
3798  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3799  *
3800  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3801  * add_active_range().
3802  */
3803 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3804 {
3805         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3806 }
3807
3808 /*
3809  * early_calculate_totalpages()
3810  * Sum pages in active regions for movable zone.
3811  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3812  */
3813 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3814 {
3815         int i;
3816         unsigned long totalpages = 0;
3817
3818         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3819                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3820                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3821                 totalpages += pages;
3822                 if (pages)
3823                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3824         }
3825         return totalpages;
3826 }
3827
3828 /*
3829  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3830  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3831  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3832  * others
3833  */
3834 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3835 {
3836         int i, nid;
3837         unsigned long usable_startpfn;
3838         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3839         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3840         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3841
3842         /*
3843          * If movablecore was specified, calculate what size of
3844          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3845          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3846          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3847          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3848          * what movablecore would have allowed.
3849          */
3850         if (required_movablecore) {
3851                 unsigned long corepages;
3852
3853                 /*
3854                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3855                  * was requested by the user
3856                  */
3857                 required_movablecore =
3858                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3859                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3860
3861                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3862         }
3863
3864         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3865         if (!required_kernelcore)
3866                 return;
3867
3868         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3869         find_usable_zone_for_movable();
3870         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3871
3872 restart:
3873         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3874         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3875         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3876                 /*
3877                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3878                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3879                  * amount of memory for the kernel
3880                  */
3881                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3882                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3883
3884                 /*
3885                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3886                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3887                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3888                  */
3889                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3890
3891                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3892                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3893                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3894                         unsigned long size_pages;
3895
3896                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3897                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3898                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3899                         if (start_pfn >= end_pfn)
3900                                 continue;
3901
3902                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3903                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3904                                 unsigned long kernel_pages;
3905                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3906                                                                 - start_pfn;
3907
3908                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3909                                                         kernelcore_remaining);
3910                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3911                                                         required_kernelcore);
3912
3913                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3914                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3915
3916                                         /*
3917                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3918                                          * that if we have to rebalance
3919                                          * kernelcore across nodes, we will
3920                                          * not double account here
3921                                          */
3922                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3923                                         continue;
3924                                 }
3925                                 start_pfn = usable_startpfn;
3926                         }
3927
3928                         /*
3929                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3930                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3931                          * number of pages used as kernelcore
3932                          */
3933                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3934                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3935                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3936                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3937
3938                         /*
3939                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3940                          * break if the kernelcore for this node has been
3941                          * satisified
3942                          */
3943                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3944                                                                 size_pages);
3945                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3946                         if (!kernelcore_remaining)
3947                                 break;
3948                 }
3949         }
3950
3951         /*
3952          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3953          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3954          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3955          * satisified
3956          */
3957         usable_nodes--;
3958         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3959                 goto restart;
3960
3961         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3962         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3963                 zone_movable_pfn[nid] =
3964                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3965 }
3966
3967 /* Any regular memory on that node ? */
3968 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3969 {
3970 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3971         enum zone_type zone_type;
3972
3973         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3974                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3975                 if (zone->present_pages)
3976                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3977         }
3978 #endif
3979 }
3980
3981 /**
3982  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3983  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3984  *
3985  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3986  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3987  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3988  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3989  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3990  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3991  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3992  * at arch_max_dma_pfn.
3993  */
3994 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3995 {
3996         unsigned long nid;
3997         enum zone_type i;
3998
3999         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4000         sort_node_map();
4001
4002         /* Record where the zone boundaries are */
4003         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4004                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4005         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4006                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4007         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4008         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4009         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4010                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4011                         continue;
4012                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4013                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4014                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4015                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4016         }
4017         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4018         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4019
4020         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4021         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4022         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4023
4024         /* Print out the zone ranges */
4025         printk("Zone PFN ranges:\n");
4026         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4027                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4028                         continue;
4029                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4030                                 zone_names[i],
4031                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4032                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4033         }
4034
4035         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4036         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4037         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4038                 if (zone_movable_pfn[i])
4039                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4040         }
4041
4042         /* Print out the early_node_map[] */
4043         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4044         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4045                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4046                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4047                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4048
4049         /* Initialise every node */
4050         mminit_verify_pageflags_layout();
4051         setup_nr_node_ids();
4052         for_each_online_node(nid) {
4053                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4054                 free_area_init_node(nid, NULL,
4055                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4056
4057                 /* Any memory on that node */
4058                 if (pgdat->node_present_pages)
4059                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4060                 check_for_regular_memory(pgdat);
4061         }
4062 }
4063
4064 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4065 {
4066         unsigned long long coremem;
4067         if (!p)
4068                 return -EINVAL;
4069
4070         coremem = memparse(p, &p);
4071         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4072
4073         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4074         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4075
4076         return 0;
4077 }
4078
4079 /*
4080  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4081  * cannot be reclaimed or migrated.
4082  */
4083 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4084 {
4085         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4086 }
4087
4088 /*
4089  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4090  * can be reclaimed or migrated.
4091  */
4092 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4093 {
4094         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4095 }
4096
4097 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4098 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4099
4100 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4101
4102 /**
4103  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4104  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4105  *
4106  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4107  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4108  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4109  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4110  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4111  * smaller per-cpu batchsize.
4112  */
4113 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4114 {
4115         dma_reserve = new_dma_reserve;
4116 }
4117
4118 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4119 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4120 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4121 #endif
4122
4123 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4124 {
4125         free_area_init_node(0, zones_size,
4126                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4127 }
4128
4129 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4130                                  unsigned long action, void *hcpu)
4131 {
4132         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4133
4134         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4135                 drain_pages(cpu);
4136
4137                 /*
4138                  * Spill the event counters of the dead processor
4139                  * into the current processors event counters.
4140                  * This artificially elevates the count of the current
4141                  * processor.
4142                  */
4143                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4144
4145                 /*
4146                  * Zero the differential counters of the dead processor
4147                  * so that the vm statistics are consistent.
4148                  *
4149                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4150                  * race with what we are doing.
4151                  */
4152                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4153         }
4154         return NOTIFY_OK;
4155 }
4156
4157 void __init page_alloc_init(void)
4158 {
4159         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4160 }
4161
4162 /*
4163  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4164  *      or min_free_kbytes changes.
4165  */
4166 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4167 {
4168         struct pglist_data *pgdat;
4169         unsigned long reserve_pages = 0;
4170         enum zone_type i, j;
4171
4172         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4173                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4174                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4175                         unsigned long max = 0;
4176
4177                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4178                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4179                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4180                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4181                         }
4182
4183                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4184                         max += zone->pages_high;
4185
4186                         if (max > zone->present_pages)
4187                                 max = zone->present_pages;
4188                         reserve_pages += max;
4189                 }
4190         }
4191         totalreserve_pages = reserve_pages;
4192 }
4193
4194 /*
4195  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4196  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4197  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4198  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4199  */
4200 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4201 {
4202         struct pglist_data *pgdat;
4203         enum zone_type j, idx;
4204
4205         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4206                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4207                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4208                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4209
4210                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4211
4212                         idx = j;
4213                         while (idx) {
4214                                 struct zone *lower_zone;
4215
4216                                 idx--;
4217
4218                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4219                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4220
4221                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4222                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4223                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4224                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4225                         }
4226                 }
4227         }
4228
4229         /* update totalreserve_pages */
4230         calculate_totalreserve_pages();
4231 }
4232
4233 /**
4234  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4235  *
4236  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4237  * with respect to min_free_kbytes.
4238  */
4239 void setup_per_zone_pages_min(void)
4240 {
4241         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4242         unsigned long lowmem_pages = 0;
4243         struct zone *zone;
4244         unsigned long flags;
4245
4246         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4247         for_each_zone(zone) {
4248                 if (!is_highmem(zone))
4249                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4250         }
4251
4252         for_each_zone(zone) {
4253                 u64 tmp;
4254
4255                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4256                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4257                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4258                 if (is_highmem(zone)) {
4259                         /*
4260                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4261                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4262                          * value here.
4263                          *
4264                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4265                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4266                          * not be capped for highmem.
4267                          */
4268                         int min_pages;
4269
4270                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4271                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4272                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4273                         if (min_pages > 128)
4274                                 min_pages = 128;
4275                         zone->pages_min = min_pages;
4276                 } else {
4277                         /*
4278                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4279                          * proportionate to the zone's size.
4280                          */
4281                         zone->pages_min = tmp;
4282                 }
4283
4284                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4285                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4286                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4287                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4288         }
4289
4290         /* update totalreserve_pages */
4291         calculate_totalreserve_pages();
4292 }
4293
4294 /*
4295  * Initialise min_free_kbytes.
4296  *
4297  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4298  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4299  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4300  *
4301  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4302  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4303  *
4304  * which yields
4305  *
4306  * 16MB:        512k
4307  * 32MB:        724k
4308  * 64MB:        1024k
4309  * 128MB:       1448k
4310  * 256MB:       2048k
4311  * 512MB:       2896k
4312  * 1024MB:      4096k
4313  * 2048MB:      5792k
4314  * 4096MB:      8192k
4315  * 8192MB:      11584k
4316  * 16384MB:     16384k
4317  */
4318 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4319 {
4320         unsigned long lowmem_kbytes;
4321
4322         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4323
4324         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4325         if (min_free_kbytes < 128)
4326                 min_free_kbytes = 128;
4327         if (min_free_kbytes > 65536)
4328                 min_free_kbytes = 65536;
4329         setup_per_zone_pages_min();
4330         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4331         return 0;
4332 }
4333 module_init(init_per_zone_pages_min)
4334
4335 /*
4336  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4337  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4338  *      changes.
4339  */
4340 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4341         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4342 {
4343         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4344         if (write)
4345                 setup_per_zone_pages_min();
4346         return 0;
4347 }
4348
4349 #ifdef CONFIG_NUMA
4350 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4351         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4352 {
4353         struct zone *zone;
4354         int rc;
4355
4356         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4357         if (rc)
4358                 return rc;
4359
4360         for_each_zone(zone)
4361                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4362                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4363         return 0;
4364 }
4365
4366 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4367         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4368 {
4369         struct zone *zone;
4370         int rc;
4371
4372         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4373         if (rc)
4374                 return rc;
4375
4376         for_each_zone(zone)
4377                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4378                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4379         return 0;
4380 }
4381 #endif
4382
4383 /*
4384  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4385  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4386  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4387  *
4388  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4389  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4390  * if in function of the boot time zone sizes.
4391  */
4392 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4393         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4394 {
4395         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4396         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4397         return 0;
4398 }
4399
4400 /*
4401  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4402  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4403  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4404  */
4405
4406 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4407         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4408 {
4409         struct zone *zone;
4410         unsigned int cpu;
4411         int ret;
4412
4413         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4414         if (!write || (ret == -EINVAL))
4415                 return ret;
4416         for_each_zone(zone) {
4417                 if (!populated_zone(zone))
4418                         continue;
4419                 for_each_online_cpu(cpu) {
4420                         unsigned long  high;
4421                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4422                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4423                 }
4424         }
4425         return 0;
4426 }
4427
4428 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4429
4430 #ifdef CONFIG_NUMA
4431 static int __init set_hashdist(char *str)
4432 {
4433         if (!str)
4434                 return 0;
4435         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4436         return 1;
4437 }
4438 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4439 #endif
4440
4441 /*
4442  * allocate a large system hash table from bootmem
4443  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4444  *   quantity of entries
4445  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4446  */
4447 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4448                                      unsigned long bucketsize,
4449                                      unsigned long numentries,
4450                                      int scale,
4451                                      int flags,
4452                                      unsigned int *_hash_shift,
4453                                      unsigned int *_hash_mask,
4454                                      unsigned long limit)
4455 {
4456         unsigned long long max = limit;
4457         unsigned long log2qty, size;
4458         void *table = NULL;
4459
4460         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4461         if (!numentries) {
4462                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4463                 numentries = nr_kernel_pages;
4464                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4465                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4466                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4467
4468                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4469                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4470                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4471                 else
4472                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4473
4474                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4475                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4476                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4477         }
4478         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4479
4480         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4481         if (max == 0) {
4482                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4483                 do_div(max, bucketsize);
4484         }
4485
4486         if (numentries > max)
4487                 numentries = max;
4488
4489         log2qty = ilog2(numentries);
4490
4491         do {
4492                 size = bucketsize << log2qty;
4493                 if (flags & HASH_EARLY)
4494                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4495                 else if (hashdist)
4496                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4497                 else {
4498                         unsigned long order = get_order(size);
4499                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4500                         /*
4501                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4502                          * some pages at the end of hash table.
4503                          */
4504                         if (table) {
4505                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4506                                                 (PAGE_SIZE << order);
4507                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4508                                                 PAGE_ALIGN(size);
4509                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4510                                 while (used < alloc_end) {
4511                                         free_page(used);
4512                                         used += PAGE_SIZE;
4513                                 }
4514                         }
4515                 }
4516         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4517
4518         if (!table)
4519                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4520
4521         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4522                tablename,
4523                (1U << log2qty),
4524                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4525                size);
4526
4527         if (_hash_shift)
4528                 *_hash_shift = log2qty;
4529         if (_hash_mask)
4530                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4531
4532         return table;
4533 }
4534
4535 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4536 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4537 {
4538         return __pfn_to_page(pfn);
4539 }
4540 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4541 {
4542         return __page_to_pfn(page);
4543 }
4544 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4545 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4546 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4547
4548 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4549 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4550                                                         unsigned long pfn)
4551 {
4552 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4553         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4554 #else
4555         return zone->pageblock_flags;
4556 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4557 }
4558
4559 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4560 {
4561 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4562         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4563         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4564 #else
4565         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4566         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4567 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4568 }
4569
4570 /**
4571  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4572  * @page: The page within the block of interest
4573  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4574  * @end_bitidx: The last bit of interest
4575  * returns pageblock_bits flags
4576  */
4577 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4578                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4579 {
4580         struct zone *zone;
4581         unsigned long *bitmap;
4582         unsigned long pfn, bitidx;
4583         unsigned long flags = 0;
4584         unsigned long value = 1;
4585
4586         zone = page_zone(page);
4587         pfn = page_to_pfn(page);
4588         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4589         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4590
4591         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4592                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4593                         flags |= value;
4594
4595         return flags;
4596 }
4597
4598 /**
4599  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4600  * @page: The page within the block of interest
4601  * @start_bitidx: The first bit of interest
4602  * @end_bitidx: The last bit of interest
4603  * @flags: The flags to set
4604  */
4605 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4606                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4607 {
4608         struct zone *zone;
4609         unsigned long *bitmap;
4610         unsigned long pfn, bitidx;
4611         unsigned long value = 1;
4612
4613         zone = page_zone(page);
4614         pfn = page_to_pfn(page);
4615         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4616         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4617         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4618         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4619
4620         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4621                 if (flags & value)
4622                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4623                 else
4624                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4625 }
4626
4627 /*
4628  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4629  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4630  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4631  */
4632
4633 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4634 {
4635         struct zone *zone;
4636         unsigned long flags;
4637         int ret = -EBUSY;
4638
4639         zone = page_zone(page);
4640         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4641         /*
4642          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4643          */
4644         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4645                 goto out;
4646         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4647         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4648         ret = 0;
4649 out:
4650         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4651         if (!ret)
4652                 drain_all_pages();
4653         return ret;
4654 }
4655
4656 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4657 {
4658         struct zone *zone;
4659         unsigned long flags;
4660         zone = page_zone(page);
4661         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4662         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4663                 goto out;
4664         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4665         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4666 out:
4667         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4668 }
4669
4670 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4671 /*
4672  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4673  */
4674 void
4675 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4676 {
4677         struct page *page;
4678         struct zone *zone;
4679         int order, i;
4680         unsigned long pfn;
4681         unsigned long flags;
4682         /* find the first valid pfn */
4683         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4684                 if (pfn_valid(pfn))
4685                         break;
4686         if (pfn == end_pfn)
4687                 return;
4688         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4689         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4690         pfn = start_pfn;
4691         while (pfn < end_pfn) {
4692                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4693                         pfn++;
4694                         continue;
4695                 }
4696                 page = pfn_to_page(pfn);
4697                 BUG_ON(page_count(page));
4698                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4699                 order = page_order(page);
4700 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4701                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4702                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4703 #endif
4704                 list_del(&page->lru);
4705                 rmv_page_order(page);
4706                 zone->free_area[order].nr_free--;
4707                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4708                                       - (1UL << order));
4709                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4710                         SetPageReserved((page+i));
4711                 pfn += (1 << order);
4712         }
4713         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4714 }
4715 #endif