switch debugfs to umode_t
[pandora-kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
131
132 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
133 int pageblock_order __read_mostly;
134 #endif
135
136 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
137
138 /*
139  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
140  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
141  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
142  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
143  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
144  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
145  *
146  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
147  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
148  */
149 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
150 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
151          256,
152 #endif
153 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
154          256,
155 #endif
156 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
157          32,
158 #endif
159          32,
160 };
161
162 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
163
164 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
165 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
166          "DMA",
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
169          "DMA32",
170 #endif
171          "Normal",
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173          "HighMem",
174 #endif
175          "Movable",
176 };
177
178 int min_free_kbytes = 1024;
179
180 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
181 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
182 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
183
184 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
185   /*
186    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
187    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
188    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
189    * so the number of times add_active_range() can be called is
190    * related to the number of nodes and the number of holes
191    */
192   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
193     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
194     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
195   #else
196     #if MAX_NUMNODES >= 32
197       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
198       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
199     #else
200       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
201       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
202     #endif
203   #endif
204
205   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
206   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
207   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
208   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
209   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
210   static unsigned long __initdata required_movablecore;
211   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
212
213   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
214   int movable_zone;
215   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
216 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
217
218 #if MAX_NUMNODES > 1
219 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
220 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
221 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
222 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
223 #endif
224
225 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
226
227 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
228 {
229
230         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
231                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
232
233         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
234                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
235 }
236
237 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
238
239 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
240 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
241 {
242         int ret = 0;
243         unsigned seq;
244         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
245
246         do {
247                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
248                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
249                         ret = 1;
250                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
251                         ret = 1;
252         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
253
254         return ret;
255 }
256
257 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
258 {
259         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
260                 return 0;
261         if (zone != page_zone(page))
262                 return 0;
263
264         return 1;
265 }
266 /*
267  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
268  */
269 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
270 {
271         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
272                 return 1;
273         if (!page_is_consistent(zone, page))
274                 return 1;
275
276         return 0;
277 }
278 #else
279 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
280 {
281         return 0;
282 }
283 #endif
284
285 static void bad_page(struct page *page)
286 {
287         static unsigned long resume;
288         static unsigned long nr_shown;
289         static unsigned long nr_unshown;
290
291         /* Don't complain about poisoned pages */
292         if (PageHWPoison(page)) {
293                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
294                 return;
295         }
296
297         /*
298          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
299          * or allow a steady drip of one report per second.
300          */
301         if (nr_shown == 60) {
302                 if (time_before(jiffies, resume)) {
303                         nr_unshown++;
304                         goto out;
305                 }
306                 if (nr_unshown) {
307                         printk(KERN_ALERT
308                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
309                                 nr_unshown);
310                         nr_unshown = 0;
311                 }
312                 nr_shown = 0;
313         }
314         if (nr_shown++ == 0)
315                 resume = jiffies + 60 * HZ;
316
317         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
318                 current->comm, page_to_pfn(page));
319         dump_page(page);
320
321         print_modules();
322         dump_stack();
323 out:
324         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
325         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
326         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
327 }
328
329 /*
330  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
331  *
332  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
333  *
334  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
335  *
336  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
337  * the head page (even the head page has this).
338  *
339  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
340  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
341  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
342  */
343
344 static void free_compound_page(struct page *page)
345 {
346         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
347 }
348
349 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
350 {
351         int i;
352         int nr_pages = 1 << order;
353
354         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
355         set_compound_order(page, order);
356         __SetPageHead(page);
357         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
358                 struct page *p = page + i;
359                 __SetPageTail(p);
360                 set_page_count(p, 0);
361                 p->first_page = page;
362         }
363 }
364
365 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
366 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
367 {
368         int i;
369         int nr_pages = 1 << order;
370         int bad = 0;
371
372         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
373             unlikely(!PageHead(page))) {
374                 bad_page(page);
375                 bad++;
376         }
377
378         __ClearPageHead(page);
379
380         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
381                 struct page *p = page + i;
382
383                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
384                         bad_page(page);
385                         bad++;
386                 }
387                 __ClearPageTail(p);
388         }
389
390         return bad;
391 }
392
393 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
394 {
395         int i;
396
397         /*
398          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
399          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
400          */
401         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
402         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
403                 clear_highpage(page + i);
404 }
405
406 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
407 {
408         set_page_private(page, order);
409         __SetPageBuddy(page);
410 }
411
412 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
413 {
414         __ClearPageBuddy(page);
415         set_page_private(page, 0);
416 }
417
418 /*
419  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
420  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
421  *
422  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
423  * the following equation:
424  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
425  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
426  * 1 buddy is #10:
427  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
428  *
429  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
430  * satisfies the following equation:
431  *     P = B & ~(1 << O)
432  *
433  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
434  */
435 static inline unsigned long
436 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
437 {
438         return page_idx ^ (1 << order);
439 }
440
441 /*
442  * This function checks whether a page is free && is the buddy
443  * we can do coalesce a page and its buddy if
444  * (a) the buddy is not in a hole &&
445  * (b) the buddy is in the buddy system &&
446  * (c) a page and its buddy have the same order &&
447  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
448  *
449  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
450  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
451  *
452  * For recording page's order, we use page_private(page).
453  */
454 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
455                                                                 int order)
456 {
457         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
458                 return 0;
459
460         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
461                 return 0;
462
463         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
464                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
465                 return 1;
466         }
467         return 0;
468 }
469
470 /*
471  * Freeing function for a buddy system allocator.
472  *
473  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
474  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
475  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
476  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
477  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
478  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
479  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
480  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
481  * parts of the VM system.
482  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
483  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
484  * order is recorded in page_private(page) field.
485  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
486  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
487  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
488  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
489  * triggers coalescing into a block of larger size.            
490  *
491  * -- wli
492  */
493
494 static inline void __free_one_page(struct page *page,
495                 struct zone *zone, unsigned int order,
496                 int migratetype)
497 {
498         unsigned long page_idx;
499         unsigned long combined_idx;
500         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
501         struct page *buddy;
502
503         if (unlikely(PageCompound(page)))
504                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
505                         return;
506
507         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
508
509         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
510
511         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
512         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
513
514         while (order < MAX_ORDER-1) {
515                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
516                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
517                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
518                         break;
519
520                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
521                 list_del(&buddy->lru);
522                 zone->free_area[order].nr_free--;
523                 rmv_page_order(buddy);
524                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
525                 page = page + (combined_idx - page_idx);
526                 page_idx = combined_idx;
527                 order++;
528         }
529         set_page_order(page, order);
530
531         /*
532          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
533          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
534          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
535          * that is happening, add the free page to the tail of the list
536          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
537          * as a higher order page
538          */
539         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
540                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
541                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
542                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
543                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
544                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
545                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
546                         list_add_tail(&page->lru,
547                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
548                         goto out;
549                 }
550         }
551
552         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
553 out:
554         zone->free_area[order].nr_free++;
555 }
556
557 /*
558  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
559  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
560  * free_pages_check() will verify...
561  */
562 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
563 {
564         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
565         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
566 }
567
568 static inline int free_pages_check(struct page *page)
569 {
570         if (unlikely(page_mapcount(page) |
571                 (page->mapping != NULL)  |
572                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
573                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
574                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
575                 bad_page(page);
576                 return 1;
577         }
578         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
579                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Frees a number of pages from the PCP lists
585  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
586  * count is the number of pages to free.
587  *
588  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
589  * see if this freeing clears that state.
590  *
591  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
592  * pinned" detection logic.
593  */
594 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
595                                         struct per_cpu_pages *pcp)
596 {
597         int migratetype = 0;
598         int batch_free = 0;
599         int to_free = count;
600
601         spin_lock(&zone->lock);
602         zone->all_unreclaimable = 0;
603         zone->pages_scanned = 0;
604
605         while (to_free) {
606                 struct page *page;
607                 struct list_head *list;
608
609                 /*
610                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
611                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
612                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
613                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
614                  * lists
615                  */
616                 do {
617                         batch_free++;
618                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
619                                 migratetype = 0;
620                         list = &pcp->lists[migratetype];
621                 } while (list_empty(list));
622
623                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
624                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
625                         batch_free = to_free;
626
627                 do {
628                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
629                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
630                         list_del(&page->lru);
631                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
632                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
633                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
634                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
635         }
636         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
637         spin_unlock(&zone->lock);
638 }
639
640 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
641                                 int migratetype)
642 {
643         spin_lock(&zone->lock);
644         zone->all_unreclaimable = 0;
645         zone->pages_scanned = 0;
646
647         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
648         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
649         spin_unlock(&zone->lock);
650 }
651
652 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
653 {
654         int i;
655         int bad = 0;
656
657         trace_mm_page_free_direct(page, order);
658         kmemcheck_free_shadow(page, order);
659
660         if (PageAnon(page))
661                 page->mapping = NULL;
662         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
663                 bad += free_pages_check(page + i);
664         if (bad)
665                 return false;
666
667         if (!PageHighMem(page)) {
668                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
669                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
670                                            PAGE_SIZE << order);
671         }
672         arch_free_page(page, order);
673         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
674
675         return true;
676 }
677
678 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
679 {
680         unsigned long flags;
681         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
682
683         if (!free_pages_prepare(page, order))
684                 return;
685
686         local_irq_save(flags);
687         if (unlikely(wasMlocked))
688                 free_page_mlock(page);
689         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
690         free_one_page(page_zone(page), page, order,
691                                         get_pageblock_migratetype(page));
692         local_irq_restore(flags);
693 }
694
695 /*
696  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
697  */
698 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
699 {
700         if (order == 0) {
701                 __ClearPageReserved(page);
702                 set_page_count(page, 0);
703                 set_page_refcounted(page);
704                 __free_page(page);
705         } else {
706                 int loop;
707
708                 prefetchw(page);
709                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
710                         struct page *p = &page[loop];
711
712                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
713                                 prefetchw(p + 1);
714                         __ClearPageReserved(p);
715                         set_page_count(p, 0);
716                 }
717
718                 set_page_refcounted(page);
719                 __free_pages(page, order);
720         }
721 }
722
723
724 /*
725  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
726  * Please do not alter this order without good reasons and regression
727  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
728  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
729  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
730  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
731  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
732  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
733  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
734  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
735  *
736  * -- wli
737  */
738 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
739         int low, int high, struct free_area *area,
740         int migratetype)
741 {
742         unsigned long size = 1 << high;
743
744         while (high > low) {
745                 area--;
746                 high--;
747                 size >>= 1;
748                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
749                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
750                 area->nr_free++;
751                 set_page_order(&page[size], high);
752         }
753 }
754
755 /*
756  * This page is about to be returned from the page allocator
757  */
758 static inline int check_new_page(struct page *page)
759 {
760         if (unlikely(page_mapcount(page) |
761                 (page->mapping != NULL)  |
762                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
763                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
764                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
765                 bad_page(page);
766                 return 1;
767         }
768         return 0;
769 }
770
771 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
772 {
773         int i;
774
775         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
776                 struct page *p = page + i;
777                 if (unlikely(check_new_page(p)))
778                         return 1;
779         }
780
781         set_page_private(page, 0);
782         set_page_refcounted(page);
783
784         arch_alloc_page(page, order);
785         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
786
787         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
788                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
789
790         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
791                 prep_compound_page(page, order);
792
793         return 0;
794 }
795
796 /*
797  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
798  * the smallest available page from the freelists
799  */
800 static inline
801 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
802                                                 int migratetype)
803 {
804         unsigned int current_order;
805         struct free_area * area;
806         struct page *page;
807
808         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
809         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
810                 area = &(zone->free_area[current_order]);
811                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
812                         continue;
813
814                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
815                                                         struct page, lru);
816                 list_del(&page->lru);
817                 rmv_page_order(page);
818                 area->nr_free--;
819                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
820                 return page;
821         }
822
823         return NULL;
824 }
825
826
827 /*
828  * This array describes the order lists are fallen back to when
829  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
830  */
831 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
832         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
833         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
834         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
835         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
836 };
837
838 /*
839  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
840  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
841  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
842  */
843 static int move_freepages(struct zone *zone,
844                           struct page *start_page, struct page *end_page,
845                           int migratetype)
846 {
847         struct page *page;
848         unsigned long order;
849         int pages_moved = 0;
850
851 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
852         /*
853          * page_zone is not safe to call in this context when
854          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
855          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
856          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
857          * grouping pages by mobility
858          */
859         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
860 #endif
861
862         for (page = start_page; page <= end_page;) {
863                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
864                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
865
866                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
867                         page++;
868                         continue;
869                 }
870
871                 if (!PageBuddy(page)) {
872                         page++;
873                         continue;
874                 }
875
876                 order = page_order(page);
877                 list_move(&page->lru,
878                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
879                 page += 1 << order;
880                 pages_moved += 1 << order;
881         }
882
883         return pages_moved;
884 }
885
886 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
887                                 int migratetype)
888 {
889         unsigned long start_pfn, end_pfn;
890         struct page *start_page, *end_page;
891
892         start_pfn = page_to_pfn(page);
893         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
894         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
895         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
896         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
897
898         /* Do not cross zone boundaries */
899         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
900                 start_page = page;
901         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
902                 return 0;
903
904         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
905 }
906
907 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
908                                         int start_order, int migratetype)
909 {
910         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
911
912         while (nr_pageblocks--) {
913                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
914                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
915         }
916 }
917
918 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
919 static inline struct page *
920 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
921 {
922         struct free_area * area;
923         int current_order;
924         struct page *page;
925         int migratetype, i;
926
927         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
928         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
929                                                 --current_order) {
930                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
931                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
932
933                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
934                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
935                                 continue;
936
937                         area = &(zone->free_area[current_order]);
938                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
939                                 continue;
940
941                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
942                                         struct page, lru);
943                         area->nr_free--;
944
945                         /*
946                          * If breaking a large block of pages, move all free
947                          * pages to the preferred allocation list. If falling
948                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
949                          * aggressive about taking ownership of free pages
950                          */
951                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
952                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
953                                         page_group_by_mobility_disabled) {
954                                 unsigned long pages;
955                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
956                                                                 start_migratetype);
957
958                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
959                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
960                                                 page_group_by_mobility_disabled)
961                                         set_pageblock_migratetype(page,
962                                                                 start_migratetype);
963
964                                 migratetype = start_migratetype;
965                         }
966
967                         /* Remove the page from the freelists */
968                         list_del(&page->lru);
969                         rmv_page_order(page);
970
971                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
972                         if (current_order >= pageblock_order)
973                                 change_pageblock_range(page, current_order,
974                                                         start_migratetype);
975
976                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
977
978                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
979                                 start_migratetype, migratetype);
980
981                         return page;
982                 }
983         }
984
985         return NULL;
986 }
987
988 /*
989  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
990  * Call me with the zone->lock already held.
991  */
992 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
993                                                 int migratetype)
994 {
995         struct page *page;
996
997 retry_reserve:
998         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
999
1000         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1001                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1002
1003                 /*
1004                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1005                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1006                  * and we want just one call site
1007                  */
1008                 if (!page) {
1009                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1010                         goto retry_reserve;
1011                 }
1012         }
1013
1014         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1015         return page;
1016 }
1017
1018 /* 
1019  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1020  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1021  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1022  */
1023 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1024                         unsigned long count, struct list_head *list,
1025                         int migratetype, int cold)
1026 {
1027         int i;
1028         
1029         spin_lock(&zone->lock);
1030         for (i = 0; i < count; ++i) {
1031                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1032                 if (unlikely(page == NULL))
1033                         break;
1034
1035                 /*
1036                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1037                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1038                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1039                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1040                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1041                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1042                  * properly.
1043                  */
1044                 if (likely(cold == 0))
1045                         list_add(&page->lru, list);
1046                 else
1047                         list_add_tail(&page->lru, list);
1048                 set_page_private(page, migratetype);
1049                 list = &page->lru;
1050         }
1051         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1052         spin_unlock(&zone->lock);
1053         return i;
1054 }
1055
1056 #ifdef CONFIG_NUMA
1057 /*
1058  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1059  * currently executing processor on remote nodes after they have
1060  * expired.
1061  *
1062  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1063  * a single processor.
1064  */
1065 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1066 {
1067         unsigned long flags;
1068         int to_drain;
1069
1070         local_irq_save(flags);
1071         if (pcp->count >= pcp->batch)
1072                 to_drain = pcp->batch;
1073         else
1074                 to_drain = pcp->count;
1075         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1076         pcp->count -= to_drain;
1077         local_irq_restore(flags);
1078 }
1079 #endif
1080
1081 /*
1082  * Drain pages of the indicated processor.
1083  *
1084  * The processor must either be the current processor and the
1085  * thread pinned to the current processor or a processor that
1086  * is not online.
1087  */
1088 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1089 {
1090         unsigned long flags;
1091         struct zone *zone;
1092
1093         for_each_populated_zone(zone) {
1094                 struct per_cpu_pageset *pset;
1095                 struct per_cpu_pages *pcp;
1096
1097                 local_irq_save(flags);
1098                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1099
1100                 pcp = &pset->pcp;
1101                 if (pcp->count) {
1102                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1103                         pcp->count = 0;
1104                 }
1105                 local_irq_restore(flags);
1106         }
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1111  */
1112 void drain_local_pages(void *arg)
1113 {
1114         drain_pages(smp_processor_id());
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1119  */
1120 void drain_all_pages(void)
1121 {
1122         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1123 }
1124
1125 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1126
1127 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1128 {
1129         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1130         unsigned long flags;
1131         int order, t;
1132         struct list_head *curr;
1133
1134         if (!zone->spanned_pages)
1135                 return;
1136
1137         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1138
1139         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1140         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1141                 if (pfn_valid(pfn)) {
1142                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1143
1144                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1145                                 swsusp_unset_page_free(page);
1146                 }
1147
1148         for_each_migratetype_order(order, t) {
1149                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1150                         unsigned long i;
1151
1152                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1153                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1154                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1155                 }
1156         }
1157         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1158 }
1159 #endif /* CONFIG_PM */
1160
1161 /*
1162  * Free a 0-order page
1163  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1164  */
1165 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1166 {
1167         struct zone *zone = page_zone(page);
1168         struct per_cpu_pages *pcp;
1169         unsigned long flags;
1170         int migratetype;
1171         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1172
1173         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1174                 return;
1175
1176         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1177         set_page_private(page, migratetype);
1178         local_irq_save(flags);
1179         if (unlikely(wasMlocked))
1180                 free_page_mlock(page);
1181         __count_vm_event(PGFREE);
1182
1183         /*
1184          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1185          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1186          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1187          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1188          * excessively into the page allocator
1189          */
1190         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1191                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1192                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1193                         goto out;
1194                 }
1195                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1196         }
1197
1198         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1199         if (cold)
1200                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1201         else
1202                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1203         pcp->count++;
1204         if (pcp->count >= pcp->high) {
1205                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1206                 pcp->count -= pcp->batch;
1207         }
1208
1209 out:
1210         local_irq_restore(flags);
1211 }
1212
1213 /*
1214  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1215  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1216  * Each sub-page must be freed individually.
1217  *
1218  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1219  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1220  */
1221 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1222 {
1223         int i;
1224
1225         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1226         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1227
1228 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1229         /*
1230          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1231          * otherwise free the whole shadow.
1232          */
1233         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1234                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1235 #endif
1236
1237         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1238                 set_page_refcounted(page + i);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1243  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1244  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1245  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1246  * are enabled.
1247  *
1248  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1249  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1250  */
1251 int split_free_page(struct page *page)
1252 {
1253         unsigned int order;
1254         unsigned long watermark;
1255         struct zone *zone;
1256
1257         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1258
1259         zone = page_zone(page);
1260         order = page_order(page);
1261
1262         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1263         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1264         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1265                 return 0;
1266
1267         /* Remove page from free list */
1268         list_del(&page->lru);
1269         zone->free_area[order].nr_free--;
1270         rmv_page_order(page);
1271         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1272
1273         /* Split into individual pages */
1274         set_page_refcounted(page);
1275         split_page(page, order);
1276
1277         if (order >= pageblock_order - 1) {
1278                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1279                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1280                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1281         }
1282
1283         return 1 << order;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1288  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1289  * or two.
1290  */
1291 static inline
1292 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1293                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1294                         int migratetype)
1295 {
1296         unsigned long flags;
1297         struct page *page;
1298         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1299
1300 again:
1301         if (likely(order == 0)) {
1302                 struct per_cpu_pages *pcp;
1303                 struct list_head *list;
1304
1305                 local_irq_save(flags);
1306                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1307                 list = &pcp->lists[migratetype];
1308                 if (list_empty(list)) {
1309                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1310                                         pcp->batch, list,
1311                                         migratetype, cold);
1312                         if (unlikely(list_empty(list)))
1313                                 goto failed;
1314                 }
1315
1316                 if (cold)
1317                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1318                 else
1319                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1320
1321                 list_del(&page->lru);
1322                 pcp->count--;
1323         } else {
1324                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1325                         /*
1326                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1327                          *
1328                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1329                          * properly detect and handle allocation failures.
1330                          *
1331                          * We most definitely don't want callers attempting to
1332                          * allocate greater than order-1 page units with
1333                          * __GFP_NOFAIL.
1334                          */
1335                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1336                 }
1337                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1338                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1339                 spin_unlock(&zone->lock);
1340                 if (!page)
1341                         goto failed;
1342                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1343         }
1344
1345         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1346         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1347         local_irq_restore(flags);
1348
1349         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1350         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1351                 goto again;
1352         return page;
1353
1354 failed:
1355         local_irq_restore(flags);
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1360 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1361 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1362 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1363 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1364
1365 /* Mask to get the watermark bits */
1366 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1367
1368 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1369 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1370 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1371
1372 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1373
1374 static struct {
1375         struct fault_attr attr;
1376
1377         u32 ignore_gfp_highmem;
1378         u32 ignore_gfp_wait;
1379         u32 min_order;
1380 } fail_page_alloc = {
1381         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1382         .ignore_gfp_wait = 1,
1383         .ignore_gfp_highmem = 1,
1384         .min_order = 1,
1385 };
1386
1387 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1388 {
1389         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1390 }
1391 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1392
1393 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1394 {
1395         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1396                 return 0;
1397         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1398                 return 0;
1399         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1400                 return 0;
1401         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1402                 return 0;
1403
1404         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1405 }
1406
1407 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1408
1409 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1410 {
1411         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1412         struct dentry *dir;
1413
1414         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1415                                         &fail_page_alloc.attr);
1416         if (IS_ERR(dir))
1417                 return PTR_ERR(dir);
1418
1419         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1420                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1421                 goto fail;
1422         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1423                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1424                 goto fail;
1425         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1426                                 &fail_page_alloc.min_order))
1427                 goto fail;
1428
1429         return 0;
1430 fail:
1431         debugfs_remove_recursive(dir);
1432
1433         return -ENOMEM;
1434 }
1435
1436 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1437
1438 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1439
1440 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1441
1442 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1443 {
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1448
1449 /*
1450  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1451  * of the allocation.
1452  */
1453 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1454                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1455 {
1456         /* free_pages my go negative - that's OK */
1457         long min = mark;
1458         int o;
1459
1460         free_pages -= (1 << order) + 1;
1461         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1462                 min -= min / 2;
1463         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1464                 min -= min / 4;
1465
1466         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1467                 return false;
1468         for (o = 0; o < order; o++) {
1469                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1470                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1471
1472                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1473                 min >>= 1;
1474
1475                 if (free_pages <= min)
1476                         return false;
1477         }
1478         return true;
1479 }
1480
1481 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1482                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1483 {
1484         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1485                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1486 }
1487
1488 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1489                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1490 {
1491         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1492
1493         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1494                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1495
1496         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1497                                                                 free_pages);
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_NUMA
1501 /*
1502  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1503  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1504  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1505  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1506  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1507  *
1508  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1509  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1510  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1511  *
1512  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1513  * nothing and returns NULL.
1514  *
1515  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1516  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1517  *
1518  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1519  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1520  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1521  * quickly as we can.
1522  */
1523 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1524 {
1525         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1526         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1527
1528         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1529         if (!zlc)
1530                 return NULL;
1531
1532         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1533                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1534                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1535         }
1536
1537         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1538                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1539                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1540         return allowednodes;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1545  * if it is worth looking at further for free memory:
1546  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1547  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1548  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1549  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1550  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1551  * else return false (zero) if it is not.
1552  *
1553  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1554  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1555  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1556  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1557  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1558  * into the second scan of the zonelist.
1559  *
1560  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1561  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1562  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1563  * unturned looking for a free page.
1564  */
1565 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1566                                                 nodemask_t *allowednodes)
1567 {
1568         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1569         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1570         int n;                          /* node that zone *z is on */
1571
1572         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1573         if (!zlc)
1574                 return 1;
1575
1576         i = z - zonelist->_zonerefs;
1577         n = zlc->z_to_n[i];
1578
1579         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1580         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1585  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1586  * from that zone don't waste time re-examining it.
1587  */
1588 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1589 {
1590         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1591         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1592
1593         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1594         if (!zlc)
1595                 return;
1596
1597         i = z - zonelist->_zonerefs;
1598
1599         set_bit(i, zlc->fullzones);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1604  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1605  */
1606 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1607 {
1608         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1609
1610         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1611         if (!zlc)
1612                 return;
1613
1614         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1615 }
1616
1617 #else   /* CONFIG_NUMA */
1618
1619 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1620 {
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1625                                 nodemask_t *allowednodes)
1626 {
1627         return 1;
1628 }
1629
1630 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1631 {
1632 }
1633
1634 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1635 {
1636 }
1637 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1638
1639 /*
1640  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1641  * a page.
1642  */
1643 static struct page *
1644 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1645                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1646                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1647 {
1648         struct zoneref *z;
1649         struct page *page = NULL;
1650         int classzone_idx;
1651         struct zone *zone;
1652         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1653         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1654         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1655
1656         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1657 zonelist_scan:
1658         /*
1659          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1660          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1661          */
1662         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1663                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1664                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1665                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1666                                 continue;
1667                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1668                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1669                                 continue;
1670
1671                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1672                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1673                         unsigned long mark;
1674                         int ret;
1675
1676                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1677                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1678                                     classzone_idx, alloc_flags))
1679                                 goto try_this_zone;
1680
1681                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1682                                 /*
1683                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1684                                  * and before considering the first zone allowed
1685                                  * by the cpuset.
1686                                  */
1687                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1688                                 zlc_active = 1;
1689                                 did_zlc_setup = 1;
1690                         }
1691
1692                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1693                                 goto this_zone_full;
1694
1695                         /*
1696                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1697                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1698                          */
1699                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1700                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1701                                 continue;
1702
1703                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1704                         switch (ret) {
1705                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1706                                 /* did not scan */
1707                                 continue;
1708                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1709                                 /* scanned but unreclaimable */
1710                                 continue;
1711                         default:
1712                                 /* did we reclaim enough */
1713                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1714                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1715                                         goto this_zone_full;
1716                         }
1717                 }
1718
1719 try_this_zone:
1720                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1721                                                 gfp_mask, migratetype);
1722                 if (page)
1723                         break;
1724 this_zone_full:
1725                 if (NUMA_BUILD)
1726                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1727         }
1728
1729         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1730                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1731                 zlc_active = 0;
1732                 goto zonelist_scan;
1733         }
1734         return page;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1739  * meminfo in irq context.
1740  */
1741 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1742 {
1743         bool ret = false;
1744
1745 #if NODES_SHIFT > 8
1746         ret = in_interrupt();
1747 #endif
1748         return ret;
1749 }
1750
1751 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1752                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1753                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1754
1755 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1756 {
1757         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1758
1759         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1760                 return;
1761
1762         /*
1763          * This documents exceptions given to allocations in certain
1764          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1765          * of allowed nodes.
1766          */
1767         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1768                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1769                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1770                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1771         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1772                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1773
1774         if (fmt) {
1775                 struct va_format vaf;
1776                 va_list args;
1777
1778                 va_start(args, fmt);
1779
1780                 vaf.fmt = fmt;
1781                 vaf.va = &args;
1782
1783                 pr_warn("%pV", &vaf);
1784
1785                 va_end(args);
1786         }
1787
1788         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1789                 current->comm, order, gfp_mask);
1790
1791         dump_stack();
1792         if (!should_suppress_show_mem())
1793                 show_mem(filter);
1794 }
1795
1796 static inline int
1797 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1798                                 unsigned long pages_reclaimed)
1799 {
1800         /* Do not loop if specifically requested */
1801         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1802                 return 0;
1803
1804         /*
1805          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1806          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1807          * implementations.
1808          */
1809         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1810                 return 1;
1811
1812         /*
1813          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1814          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1815          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1816          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1817          * allocation still fails, we stop retrying.
1818          */
1819         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1820                 return 1;
1821
1822         /*
1823          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1824          * explicitly requests that.
1825          */
1826         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1827                 return 1;
1828
1829         return 0;
1830 }
1831
1832 static inline struct page *
1833 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1834         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1835         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1836         int migratetype)
1837 {
1838         struct page *page;
1839
1840         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1841         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1842                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1843                 return NULL;
1844         }
1845
1846         /*
1847          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1848          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1849          * we're still under heavy pressure.
1850          */
1851         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1852                 order, zonelist, high_zoneidx,
1853                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1854                 preferred_zone, migratetype);
1855         if (page)
1856                 goto out;
1857
1858         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1859                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1860                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1861                         goto out;
1862                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1863                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1864                         goto out;
1865                 /*
1866                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1867                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1868                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1869                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1870                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1871                  */
1872                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1873                         goto out;
1874         }
1875         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1876         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1877
1878 out:
1879         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1880         return page;
1881 }
1882
1883 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1884 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1885 static struct page *
1886 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1887         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1888         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1889         int migratetype, bool sync_migration,
1890         bool *deferred_compaction,
1891         unsigned long *did_some_progress)
1892 {
1893         struct page *page;
1894
1895         if (!order)
1896                 return NULL;
1897
1898         if (compaction_deferred(preferred_zone)) {
1899                 *deferred_compaction = true;
1900                 return NULL;
1901         }
1902
1903         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1904         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1905                                                 nodemask, sync_migration);
1906         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1907         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1908
1909                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1910                 drain_pages(get_cpu());
1911                 put_cpu();
1912
1913                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1914                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1915                                 alloc_flags, preferred_zone,
1916                                 migratetype);
1917                 if (page) {
1918                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1919                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1920                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1921                         return page;
1922                 }
1923
1924                 /*
1925                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1926                  * The most likely reason is that pages exist,
1927                  * but not enough to satisfy watermarks.
1928                  */
1929                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1930
1931                 /*
1932                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
1933                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
1934                  */
1935                 if (sync_migration)
1936                         defer_compaction(preferred_zone);
1937
1938                 cond_resched();
1939         }
1940
1941         return NULL;
1942 }
1943 #else
1944 static inline struct page *
1945 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1946         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1947         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1948         int migratetype, bool sync_migration,
1949         bool *deferred_compaction,
1950         unsigned long *did_some_progress)
1951 {
1952         return NULL;
1953 }
1954 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1955
1956 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1957 static inline struct page *
1958 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1959         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1960         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1961         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1962 {
1963         struct page *page = NULL;
1964         struct reclaim_state reclaim_state;
1965         bool drained = false;
1966
1967         cond_resched();
1968
1969         /* We now go into synchronous reclaim */
1970         cpuset_memory_pressure_bump();
1971         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1972         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1973         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1974         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1975
1976         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1977
1978         current->reclaim_state = NULL;
1979         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1980         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1981
1982         cond_resched();
1983
1984         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1985                 return NULL;
1986
1987         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1988         if (NUMA_BUILD)
1989                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1990
1991 retry:
1992         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1993                                         zonelist, high_zoneidx,
1994                                         alloc_flags, preferred_zone,
1995                                         migratetype);
1996
1997         /*
1998          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1999          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2000          */
2001         if (!page && !drained) {
2002                 drain_all_pages();
2003                 drained = true;
2004                 goto retry;
2005         }
2006
2007         return page;
2008 }
2009
2010 /*
2011  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2012  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2013  */
2014 static inline struct page *
2015 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2016         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2017         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2018         int migratetype)
2019 {
2020         struct page *page;
2021
2022         do {
2023                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2024                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2025                         preferred_zone, migratetype);
2026
2027                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2028                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2029         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2030
2031         return page;
2032 }
2033
2034 static inline
2035 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2036                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2037                                                 enum zone_type classzone_idx)
2038 {
2039         struct zoneref *z;
2040         struct zone *zone;
2041
2042         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2043                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2044 }
2045
2046 static inline int
2047 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2048 {
2049         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2050         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2051
2052         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2053         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2054
2055         /*
2056          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2057          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2058          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2059          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2060          */
2061         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2062
2063         if (!wait) {
2064                 /*
2065                  * Not worth trying to allocate harder for
2066                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2067                  */
2068                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2069                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2070                 /*
2071                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2072                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2073                  */
2074                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2075         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2076                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2077
2078         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2079                 if (!in_interrupt() &&
2080                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2081                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2082                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2083         }
2084
2085         return alloc_flags;
2086 }
2087
2088 static inline struct page *
2089 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2090         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2091         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2092         int migratetype)
2093 {
2094         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2095         struct page *page = NULL;
2096         int alloc_flags;
2097         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2098         unsigned long did_some_progress;
2099         bool sync_migration = false;
2100         bool deferred_compaction = false;
2101
2102         /*
2103          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2104          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2105          * be using allocators in order of preference for an area that is
2106          * too large.
2107          */
2108         if (order >= MAX_ORDER) {
2109                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2110                 return NULL;
2111         }
2112
2113         /*
2114          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2115          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2116          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2117          * using a larger set of nodes after it has established that the
2118          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2119          * over allocated.
2120          */
2121         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2122                 goto nopage;
2123
2124 restart:
2125         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2126                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2127                                                 zone_idx(preferred_zone));
2128
2129         /*
2130          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2131          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2132          * to how we want to proceed.
2133          */
2134         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2135
2136         /*
2137          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2138          * cpusets.
2139          */
2140         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2141                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2142                                         &preferred_zone);
2143
2144 rebalance:
2145         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2146         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2147                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2148                         preferred_zone, migratetype);
2149         if (page)
2150                 goto got_pg;
2151
2152         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2153         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2154                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2155                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2156                                 preferred_zone, migratetype);
2157                 if (page)
2158                         goto got_pg;
2159         }
2160
2161         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2162         if (!wait)
2163                 goto nopage;
2164
2165         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2166         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2167                 goto nopage;
2168
2169         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2170         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2171                 goto nopage;
2172
2173         /*
2174          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2175          * attempts after direct reclaim are synchronous
2176          */
2177         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2178                                         zonelist, high_zoneidx,
2179                                         nodemask,
2180                                         alloc_flags, preferred_zone,
2181                                         migratetype, sync_migration,
2182                                         &deferred_compaction,
2183                                         &did_some_progress);
2184         if (page)
2185                 goto got_pg;
2186         sync_migration = true;
2187
2188         /*
2189          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2190          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2191          * has requested the system not be heavily disrupted, fail the
2192          * allocation now instead of entering direct reclaim
2193          */
2194         if (deferred_compaction && (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2195                 goto nopage;
2196
2197         /* Try direct reclaim and then allocating */
2198         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2199                                         zonelist, high_zoneidx,
2200                                         nodemask,
2201                                         alloc_flags, preferred_zone,
2202                                         migratetype, &did_some_progress);
2203         if (page)
2204                 goto got_pg;
2205
2206         /*
2207          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2208          * running out of options and have to consider going OOM
2209          */
2210         if (!did_some_progress) {
2211                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2212                         if (oom_killer_disabled)
2213                                 goto nopage;
2214                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2215                                         zonelist, high_zoneidx,
2216                                         nodemask, preferred_zone,
2217                                         migratetype);
2218                         if (page)
2219                                 goto got_pg;
2220
2221                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2222                                 /*
2223                                  * The oom killer is not called for high-order
2224                                  * allocations that may fail, so if no progress
2225                                  * is being made, there are no other options and
2226                                  * retrying is unlikely to help.
2227                                  */
2228                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2229                                         goto nopage;
2230                                 /*
2231                                  * The oom killer is not called for lowmem
2232                                  * allocations to prevent needlessly killing
2233                                  * innocent tasks.
2234                                  */
2235                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2236                                         goto nopage;
2237                         }
2238
2239                         goto restart;
2240                 }
2241         }
2242
2243         /* Check if we should retry the allocation */
2244         pages_reclaimed += did_some_progress;
2245         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2246                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2247                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2248                 goto rebalance;
2249         } else {
2250                 /*
2251                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2252                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2253                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2254                  */
2255                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2256                                         zonelist, high_zoneidx,
2257                                         nodemask,
2258                                         alloc_flags, preferred_zone,
2259                                         migratetype, sync_migration,
2260                                         &deferred_compaction,
2261                                         &did_some_progress);
2262                 if (page)
2263                         goto got_pg;
2264         }
2265
2266 nopage:
2267         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2268         return page;
2269 got_pg:
2270         if (kmemcheck_enabled)
2271                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2272         return page;
2273
2274 }
2275
2276 /*
2277  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2278  */
2279 struct page *
2280 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2281                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2282 {
2283         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2284         struct zone *preferred_zone;
2285         struct page *page = NULL;
2286         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2287         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2288
2289         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2290
2291         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2292
2293         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2294
2295         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2296                 return NULL;
2297
2298         /*
2299          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2300          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2301          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2302          */
2303         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2304                 return NULL;
2305
2306 retry_cpuset:
2307         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2308
2309         /* The preferred zone is used for statistics later */
2310         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2311                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2312                                 &preferred_zone);
2313         if (!preferred_zone)
2314                 goto out;
2315
2316         /* First allocation attempt */
2317         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2318                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2319                         preferred_zone, migratetype);
2320         if (unlikely(!page))
2321                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2322                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2323                                 preferred_zone, migratetype);
2324
2325         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2326
2327 out:
2328         /*
2329          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2330          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2331          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2332          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2333          */
2334         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2335                 goto retry_cpuset;
2336
2337         return page;
2338 }
2339 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2340
2341 /*
2342  * Common helper functions.
2343  */
2344 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2345 {
2346         struct page *page;
2347
2348         /*
2349          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2350          * a highmem page
2351          */
2352         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2353
2354         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2355         if (!page)
2356                 return 0;
2357         return (unsigned long) page_address(page);
2358 }
2359 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2360
2361 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2362 {
2363         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2364 }
2365 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2366
2367 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2368 {
2369         int i = pagevec_count(pvec);
2370
2371         while (--i >= 0) {
2372                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2373                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2374         }
2375 }
2376
2377 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2378 {
2379         if (put_page_testzero(page)) {
2380                 if (order == 0)
2381                         free_hot_cold_page(page, 0);
2382                 else
2383                         __free_pages_ok(page, order);
2384         }
2385 }
2386
2387 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2388
2389 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2390 {
2391         if (addr != 0) {
2392                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2393                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2394         }
2395 }
2396
2397 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2398
2399 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2400 {
2401         if (addr) {
2402                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2403                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2404
2405                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2406                 while (used < alloc_end) {
2407                         free_page(used);
2408                         used += PAGE_SIZE;
2409                 }
2410         }
2411         return (void *)addr;
2412 }
2413
2414 /**
2415  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2416  * @size: the number of bytes to allocate
2417  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2418  *
2419  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2420  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2421  * allocate memory in power-of-two pages.
2422  *
2423  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2424  *
2425  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2426  */
2427 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2428 {
2429         unsigned int order = get_order(size);
2430         unsigned long addr;
2431
2432         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2433         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2436
2437 /**
2438  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2439  *                         pages on a node.
2440  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2441  * @size: the number of bytes to allocate
2442  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2443  *
2444  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2445  * back.
2446  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2447  * but is not exact.
2448  */
2449 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2450 {
2451         unsigned order = get_order(size);
2452         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2453         if (!p)
2454                 return NULL;
2455         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2456 }
2457 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2458
2459 /**
2460  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2461  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2462  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2463  *
2464  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2465  */
2466 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2467 {
2468         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2469         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2470
2471         while (addr < end) {
2472                 free_page(addr);
2473                 addr += PAGE_SIZE;
2474         }
2475 }
2476 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2477
2478 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2479 {
2480         struct zoneref *z;
2481         struct zone *zone;
2482
2483         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2484         unsigned int sum = 0;
2485
2486         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2487
2488         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2489                 unsigned long size = zone->present_pages;
2490                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2491                 if (size > high)
2492                         sum += size - high;
2493         }
2494
2495         return sum;
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2500  */
2501 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2502 {
2503         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2506
2507 /*
2508  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2509  */
2510 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2511 {
2512         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2513 }
2514
2515 static inline void show_node(struct zone *zone)
2516 {
2517         if (NUMA_BUILD)
2518                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2519 }
2520
2521 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2522 {
2523         val->totalram = totalram_pages;
2524         val->sharedram = 0;
2525         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2526         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2527         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2528         val->freehigh = nr_free_highpages();
2529         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2530 }
2531
2532 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2533
2534 #ifdef CONFIG_NUMA
2535 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2536 {
2537         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2538
2539         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2540         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2541 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2542         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2543         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2544                         NR_FREE_PAGES);
2545 #else
2546         val->totalhigh = 0;
2547         val->freehigh = 0;
2548 #endif
2549         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2550 }
2551 #endif
2552
2553 /*
2554  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2555  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2556  */
2557 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2558 {
2559         bool ret = false;
2560         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2561
2562         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2563                 goto out;
2564
2565         do {
2566                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2567                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2568         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2569 out:
2570         return ret;
2571 }
2572
2573 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2574
2575 /*
2576  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2577  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2578  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2579  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2580  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2581  */
2582 void show_free_areas(unsigned int filter)
2583 {
2584         int cpu;
2585         struct zone *zone;
2586
2587         for_each_populated_zone(zone) {
2588                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2589                         continue;
2590                 show_node(zone);
2591                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2592
2593                 for_each_online_cpu(cpu) {
2594                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2595
2596                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2597
2598                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2599                                cpu, pageset->pcp.high,
2600                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2601                 }
2602         }
2603
2604         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2605                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2606                 " unevictable:%lu"
2607                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2608                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2609                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2610                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2611                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2612                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2613                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2614                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2615                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2616                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2617                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2618                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2619                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2620                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2621                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2622                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2623                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2624                 global_page_state(NR_SHMEM),
2625                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2626                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2627
2628         for_each_populated_zone(zone) {
2629                 int i;
2630
2631                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2632                         continue;
2633                 show_node(zone);
2634                 printk("%s"
2635                         " free:%lukB"
2636                         " min:%lukB"
2637                         " low:%lukB"
2638                         " high:%lukB"
2639                         " active_anon:%lukB"
2640                         " inactive_anon:%lukB"
2641                         " active_file:%lukB"
2642                         " inactive_file:%lukB"
2643                         " unevictable:%lukB"
2644                         " isolated(anon):%lukB"
2645                         " isolated(file):%lukB"
2646                         " present:%lukB"
2647                         " mlocked:%lukB"
2648                         " dirty:%lukB"
2649                         " writeback:%lukB"
2650                         " mapped:%lukB"
2651                         " shmem:%lukB"
2652                         " slab_reclaimable:%lukB"
2653                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2654                         " kernel_stack:%lukB"
2655                         " pagetables:%lukB"
2656                         " unstable:%lukB"
2657                         " bounce:%lukB"
2658                         " writeback_tmp:%lukB"
2659                         " pages_scanned:%lu"
2660                         " all_unreclaimable? %s"
2661                         "\n",
2662                         zone->name,
2663                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2664                         K(min_wmark_pages(zone)),
2665                         K(low_wmark_pages(zone)),
2666                         K(high_wmark_pages(zone)),
2667                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2668                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2669                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2670                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2671                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2672                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2673                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2674                         K(zone->present_pages),
2675                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2676                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2677                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2678                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2679                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2680                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2681                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2682                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2683                                 THREAD_SIZE / 1024,
2684                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2685                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2686                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2687                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2688                         zone->pages_scanned,
2689                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2690                         );
2691                 printk("lowmem_reserve[]:");
2692                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2693                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2694                 printk("\n");
2695         }
2696
2697         for_each_populated_zone(zone) {
2698                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2699
2700                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2701                         continue;
2702                 show_node(zone);
2703                 printk("%s: ", zone->name);
2704
2705                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2706                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2707                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2708                         total += nr[order] << order;
2709                 }
2710                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2711                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2712                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2713                 printk("= %lukB\n", K(total));
2714         }
2715
2716         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2717
2718         show_swap_cache_info();
2719 }
2720
2721 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2722 {
2723         zoneref->zone = zone;
2724         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2725 }
2726
2727 /*
2728  * Builds allocation fallback zone lists.
2729  *
2730  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2731  */
2732 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2733                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2734 {
2735         struct zone *zone;
2736
2737         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2738         zone_type++;
2739
2740         do {
2741                 zone_type--;
2742                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2743                 if (populated_zone(zone)) {
2744                         zoneref_set_zone(zone,
2745                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2746                         check_highest_zone(zone_type);
2747                 }
2748
2749         } while (zone_type);
2750         return nr_zones;
2751 }
2752
2753
2754 /*
2755  *  zonelist_order:
2756  *  0 = automatic detection of better ordering.
2757  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2758  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2759  *
2760  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2761  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2762  */
2763 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2764 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2765 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2766
2767 /* zonelist order in the kernel.
2768  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2769  */
2770 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2771 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2772
2773
2774 #ifdef CONFIG_NUMA
2775 /* The value user specified ....changed by config */
2776 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2777 /* string for sysctl */
2778 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2779 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2780
2781 /*
2782  * interface for configure zonelist ordering.
2783  * command line option "numa_zonelist_order"
2784  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2785  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2786  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2787  */
2788
2789 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2790 {
2791         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2792                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2793         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2794                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2795         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2796                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2797         } else {
2798                 printk(KERN_WARNING
2799                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2800                         "%s\n", s);
2801                 return -EINVAL;
2802         }
2803         return 0;
2804 }
2805
2806 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2807 {
2808         int ret;
2809
2810         if (!s)
2811                 return 0;
2812
2813         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2814         if (ret == 0)
2815                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2816
2817         return ret;
2818 }
2819 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2820
2821 /*
2822  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2823  */
2824 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2825                 void __user *buffer, size_t *length,
2826                 loff_t *ppos)
2827 {
2828         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2829         int ret;
2830         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2831
2832         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2833         if (write)
2834                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2835         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2836         if (ret)
2837                 goto out;
2838         if (write) {
2839                 int oldval = user_zonelist_order;
2840                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2841                         /*
2842                          * bogus value.  restore saved string
2843                          */
2844                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2845                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2846                         user_zonelist_order = oldval;
2847                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2848                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2849                         build_all_zonelists(NULL);
2850                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2851                 }
2852         }
2853 out:
2854         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2855         return ret;
2856 }
2857
2858
2859 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2860 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2861
2862 /**
2863  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2864  * @node: node whose fallback list we're appending
2865  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2866  *
2867  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2868  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2869  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2870  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2871  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2872  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2873  * on them otherwise.
2874  * It returns -1 if no node is found.
2875  */
2876 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2877 {
2878         int n, val;
2879         int min_val = INT_MAX;
2880         int best_node = -1;
2881         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2882
2883         /* Use the local node if we haven't already */
2884         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2885                 node_set(node, *used_node_mask);
2886                 return node;
2887         }
2888
2889         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2890
2891                 /* Don't want a node to appear more than once */
2892                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2893                         continue;
2894
2895                 /* Use the distance array to find the distance */
2896                 val = node_distance(node, n);
2897
2898                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2899                 val += (n < node);
2900
2901                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2902                 tmp = cpumask_of_node(n);
2903                 if (!cpumask_empty(tmp))
2904                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2905
2906                 /* Slight preference for less loaded node */
2907                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2908                 val += node_load[n];
2909
2910                 if (val < min_val) {
2911                         min_val = val;
2912                         best_node = n;
2913                 }
2914         }
2915
2916         if (best_node >= 0)
2917                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2918
2919         return best_node;
2920 }
2921
2922
2923 /*
2924  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2925  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2926  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2927  */
2928 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2929 {
2930         int j;
2931         struct zonelist *zonelist;
2932
2933         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2934         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2935                 ;
2936         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2937                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2938         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2939         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2940 }
2941
2942 /*
2943  * Build gfp_thisnode zonelists
2944  */
2945 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2946 {
2947         int j;
2948         struct zonelist *zonelist;
2949
2950         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2951         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2952         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2953         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2958  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2959  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2960  * may still exist in local DMA zone.
2961  */
2962 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2963
2964 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2965 {
2966         int pos, j, node;
2967         int zone_type;          /* needs to be signed */
2968         struct zone *z;
2969         struct zonelist *zonelist;
2970
2971         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2972         pos = 0;
2973         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2974                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2975                         node = node_order[j];
2976                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2977                         if (populated_zone(z)) {
2978                                 zoneref_set_zone(z,
2979                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2980                                 check_highest_zone(zone_type);
2981                         }
2982                 }
2983         }
2984         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2985         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2986 }
2987
2988 static int default_zonelist_order(void)
2989 {
2990         int nid, zone_type;
2991         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2992         struct zone *z;
2993         int average_size;
2994         /*
2995          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2996          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2997          * into OOM very easily.
2998          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2999          */
3000         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3001         low_kmem_size = 0;
3002         total_size = 0;
3003         for_each_online_node(nid) {
3004                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3005                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3006                         if (populated_zone(z)) {
3007                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3008                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3009                                 total_size += z->present_pages;
3010                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3011                                 /*
3012                                  * If any node has only lowmem, then node order
3013                                  * is preferred to allow kernel allocations
3014                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3015                                  * on other nodes when there is an abundance of
3016                                  * lowmem available to allocate from.
3017                                  */
3018                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3019                         }
3020                 }
3021         }
3022         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3023             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3024                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3025         /*
3026          * look into each node's config.
3027          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3028          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3029          */
3030         average_size = total_size /
3031                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3032         for_each_online_node(nid) {
3033                 low_kmem_size = 0;
3034                 total_size = 0;
3035                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3036                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3037                         if (populated_zone(z)) {
3038                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3039                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3040                                 total_size += z->present_pages;
3041                         }
3042                 }
3043                 if (low_kmem_size &&
3044                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3045                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3046                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3047         }
3048         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3049 }
3050
3051 static void set_zonelist_order(void)
3052 {
3053         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3054                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3055         else
3056                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3057 }
3058
3059 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3060 {
3061         int j, node, load;
3062         enum zone_type i;
3063         nodemask_t used_mask;
3064         int local_node, prev_node;
3065         struct zonelist *zonelist;
3066         int order = current_zonelist_order;
3067
3068         /* initialize zonelists */
3069         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3070                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3071                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3072                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3073         }
3074
3075         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3076         local_node = pgdat->node_id;
3077         load = nr_online_nodes;
3078         prev_node = local_node;
3079         nodes_clear(used_mask);
3080
3081         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3082         j = 0;
3083
3084         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3085                 int distance = node_distance(local_node, node);
3086
3087                 /*
3088                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3089                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3090                  */
3091                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3092                         zone_reclaim_mode = 1;
3093
3094                 /*
3095                  * We don't want to pressure a particular node.
3096                  * So adding penalty to the first node in same
3097                  * distance group to make it round-robin.
3098                  */
3099                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3100                         node_load[node] = load;
3101
3102                 prev_node = node;
3103                 load--;
3104                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3105                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3106                 else
3107                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3108         }
3109
3110         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3111                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3112                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3113         }
3114
3115         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3116 }
3117
3118 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3119 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3120 {
3121         struct zonelist *zonelist;
3122         struct zonelist_cache *zlc;
3123         struct zoneref *z;
3124
3125         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3126         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3127         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3128         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3129                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3130 }
3131
3132 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3133 /*
3134  * Return node id of node used for "local" allocations.
3135  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3136  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3137  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3138  */
3139 int local_memory_node(int node)
3140 {
3141         struct zone *zone;
3142
3143         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3144                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3145                                    NULL,
3146                                    &zone);
3147         return zone->node;
3148 }
3149 #endif
3150
3151 #else   /* CONFIG_NUMA */
3152
3153 static void set_zonelist_order(void)
3154 {
3155         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3156 }
3157
3158 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3159 {
3160         int node, local_node;
3161         enum zone_type j;
3162         struct zonelist *zonelist;
3163
3164         local_node = pgdat->node_id;
3165
3166         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3167         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3168
3169         /*
3170          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3171          * of all the other nodes.
3172          * We don't want to pressure a particular node, so when
3173          * building the zones for node N, we make sure that the
3174          * zones coming right after the local ones are those from
3175          * node N+1 (modulo N)
3176          */
3177         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3178                 if (!node_online(node))
3179                         continue;
3180                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3181                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3182         }
3183         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3184                 if (!node_online(node))
3185                         continue;
3186                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3187                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3188         }
3189
3190         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3191         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3192 }
3193
3194 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3195 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3196 {
3197         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3198 }
3199
3200 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3201
3202 /*
3203  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3204  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3205  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3206  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3207  * with interrupts disabled.
3208  *
3209  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3210  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3211  * hotplugged processors.
3212  *
3213  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3214  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3215  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3216  */
3217 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3218 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3219 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3220
3221 /*
3222  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3223  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3224  */
3225 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3226
3227 /* return values int ....just for stop_machine() */
3228 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3229 {
3230         int nid;
3231         int cpu;
3232
3233 #ifdef CONFIG_NUMA
3234         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3235 #endif
3236         for_each_online_node(nid) {
3237                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3238
3239                 build_zonelists(pgdat);
3240                 build_zonelist_cache(pgdat);
3241         }
3242
3243         /*
3244          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3245          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3246          * each zone will be allocated later when the per cpu
3247          * allocator is available.
3248          *
3249          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3250          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3251          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3252          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3253          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3254          * (a chicken-egg dilemma).
3255          */
3256         for_each_possible_cpu(cpu) {
3257                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3258
3259 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3260                 /*
3261                  * We now know the "local memory node" for each node--
3262                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3263                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3264                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3265                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3266                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3267                  */
3268                 if (cpu_online(cpu))
3269                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3270 #endif
3271         }
3272
3273         return 0;
3274 }
3275
3276 /*
3277  * Called with zonelists_mutex held always
3278  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3279  */
3280 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3281 {
3282         set_zonelist_order();
3283
3284         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3285                 __build_all_zonelists(NULL);
3286                 mminit_verify_zonelist();
3287                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3288         } else {
3289                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3290                    of zonelist */
3291 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3292                 if (data)
3293                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3294 #endif
3295                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3296                 /* cpuset refresh routine should be here */
3297         }
3298         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3299         /*
3300          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3301          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3302          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3303          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3304          * disabled and enable it later
3305          */
3306         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3307                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3308         else
3309                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3310
3311         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3312                 "Total pages: %ld\n",
3313                         nr_online_nodes,
3314                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3315                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3316                         vm_total_pages);
3317 #ifdef CONFIG_NUMA
3318         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3319 #endif
3320 }
3321
3322 /*
3323  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3324  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3325  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3326  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3327  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3328  * conservative, even though it seems large.
3329  *
3330  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3331  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3332  */
3333 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3334
3335 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3336 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3337 {
3338         unsigned long size = 1;
3339
3340         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3341
3342         while (size < pages)
3343                 size <<= 1;
3344
3345         /*
3346          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3347          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3348          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3349          */
3350         size = min(size, 4096UL);
3351
3352         return max(size, 4UL);
3353 }
3354 #else
3355 /*
3356  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3357  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3358  *
3359  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3360  *
3361  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3362  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3363  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3364  *
3365  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3366  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3367  *
3368  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3369  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3370  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3371  */
3372 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3373 {
3374         return 4096UL;
3375 }
3376 #endif
3377
3378 /*
3379  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3380  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3381  * hash function before the remainder is taken.
3382  */
3383 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3384 {
3385         return ffz(~size);
3386 }
3387
3388 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3389
3390 /*
3391  * Check if a pageblock contains reserved pages
3392  */
3393 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3394 {
3395         unsigned long pfn;
3396
3397         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3398                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3399                         return 1;
3400         }
3401         return 0;
3402 }
3403
3404 /*
3405  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3406  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3407  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3408  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3409  * blocks as reclaim kicks in
3410  */
3411 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3412 {
3413         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3414         struct page *page;
3415         unsigned long block_migratetype;
3416         int reserve;
3417
3418         /*
3419          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3420          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3421          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3422          * the block.
3423          */
3424         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3425         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3426         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3427         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3428                                                         pageblock_order;
3429
3430         /*
3431          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3432          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3433          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3434          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3435          * future allocation of hugepages at runtime.
3436          */
3437         reserve = min(2, reserve);
3438
3439         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3440                 if (!pfn_valid(pfn))
3441                         continue;
3442                 page = pfn_to_page(pfn);
3443
3444                 /* Watch out for overlapping nodes */
3445                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3446                         continue;
3447
3448                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3449
3450                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3451                 if (reserve > 0) {
3452                         /*
3453                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3454                          * them.
3455                          */
3456                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3457                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3458                                 continue;
3459
3460                         /* If this block is reserved, account for it */
3461                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3462                                 reserve--;
3463                                 continue;
3464                         }
3465
3466                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3467                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3468                                 set_pageblock_migratetype(page,
3469                                                         MIGRATE_RESERVE);
3470                                 move_freepages_block(zone, page,
3471                                                         MIGRATE_RESERVE);
3472                                 reserve--;
3473                                 continue;
3474                         }
3475                 }
3476
3477                 /*
3478                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3479                  * take it back
3480                  */
3481                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3482                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3483                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3484                 }
3485         }
3486 }
3487
3488 /*
3489  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3490  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3491  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3492  */
3493 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3494                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3495 {
3496         struct page *page;
3497         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3498         unsigned long pfn;
3499         struct zone *z;
3500
3501         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3502                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3503
3504         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3505         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3506                 /*
3507                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3508                  * handed to this function.  They do not
3509                  * exist on hotplugged memory.
3510                  */
3511                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3512                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3513                                 continue;
3514                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3515                                 continue;
3516                 }
3517                 page = pfn_to_page(pfn);
3518                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3519                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3520                 init_page_count(page);
3521                 reset_page_mapcount(page);
3522                 SetPageReserved(page);
3523                 /*
3524                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3525                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3526                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3527                  * the address space during boot when many long-lived
3528                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3529                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3530                  * setup_zone_migrate_reserve()
3531                  *
3532                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3533                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3534                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3535                  * pfn out of zone.
3536                  */
3537                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3538                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3539                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3540                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3541
3542                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3543 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3544                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3545                 if (!is_highmem_idx(zone))
3546                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3547 #endif
3548         }
3549 }
3550
3551 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3552 {
3553         int order, t;
3554         for_each_migratetype_order(order, t) {
3555                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3556                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3557         }
3558 }
3559
3560 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3561 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3562         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3563 #endif
3564
3565 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3566 {
3567 #ifdef CONFIG_MMU
3568         int batch;
3569
3570         /*
3571          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3572          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3573          *
3574          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3575          */
3576         batch = zone->present_pages / 1024;
3577         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3578                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3579         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3580         if (batch < 1)
3581                 batch = 1;
3582
3583         /*
3584          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3585          * of 2 value was found to be more likely to have
3586          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3587          *
3588          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3589          * batches of pages, one task can end up with a lot
3590          * of pages of one half of the possible page colors
3591          * and the other with pages of the other colors.
3592          */
3593         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3594
3595         return batch;
3596
3597 #else
3598         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3599          * conditions.
3600          *
3601          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3602          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3603          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3604          *
3605          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3606          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3607          * can be a significant delay between the individual batches being
3608          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3609          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3610          */
3611         return 0;
3612 #endif
3613 }
3614
3615 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3616 {
3617         struct per_cpu_pages *pcp;
3618         int migratetype;
3619
3620         memset(p, 0, sizeof(*p));
3621
3622         pcp = &p->pcp;
3623         pcp->count = 0;
3624         pcp->high = 6 * batch;
3625         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3626         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3627                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3628 }
3629
3630 /*
3631  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3632  * to the value high for the pageset p.
3633  */
3634
3635 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3636                                 unsigned long high)
3637 {
3638         struct per_cpu_pages *pcp;
3639
3640         pcp = &p->pcp;
3641         pcp->high = high;
3642         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3643         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3644                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3645 }
3646
3647 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3648 {
3649         int cpu;
3650
3651         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3652
3653         for_each_possible_cpu(cpu) {
3654                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3655
3656                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3657
3658                 if (percpu_pagelist_fraction)
3659                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3660                                 (zone->present_pages /
3661                                         percpu_pagelist_fraction));
3662         }
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3667  * Before this call only boot pagesets were available.
3668  */
3669 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3670 {
3671         struct zone *zone;
3672
3673         for_each_populated_zone(zone)
3674                 setup_zone_pageset(zone);
3675 }
3676
3677 static noinline __init_refok
3678 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3679 {
3680         int i;
3681         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3682         size_t alloc_size;
3683
3684         /*
3685          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3686          * per zone.
3687          */
3688         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3689                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3690         zone->wait_table_bits =
3691                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3692         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3693                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3694
3695         if (!slab_is_available()) {
3696                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3697                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3698         } else {
3699                 /*
3700                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3701                  * via memory hot-add.
3702                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3703                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3704                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3705                  * node itself as well.
3706                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3707                  * necessary.
3708                  */
3709                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3710         }
3711         if (!zone->wait_table)
3712                 return -ENOMEM;
3713
3714         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3715                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3716
3717         return 0;
3718 }
3719
3720 static int __zone_pcp_update(void *data)
3721 {
3722         struct zone *zone = data;
3723         int cpu;
3724         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3725
3726         for_each_possible_cpu(cpu) {
3727                 struct per_cpu_pageset *pset;
3728                 struct per_cpu_pages *pcp;
3729
3730                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3731                 pcp = &pset->pcp;
3732
3733                 local_irq_save(flags);
3734                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3735                 setup_pageset(pset, batch);
3736                 local_irq_restore(flags);
3737         }
3738         return 0;
3739 }
3740
3741 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3742 {
3743         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3744 }
3745
3746 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3747 {
3748         /*
3749          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3750          * relies on the ability of the linker to provide the
3751          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3752          */
3753         zone->pageset = &boot_pageset;
3754
3755         if (zone->present_pages)
3756                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3757                         zone->name, zone->present_pages,
3758                                          zone_batchsize(zone));
3759 }
3760
3761 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3762                                         unsigned long zone_start_pfn,
3763                                         unsigned long size,
3764                                         enum memmap_context context)
3765 {
3766         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3767         int ret;
3768         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3769         if (ret)
3770                 return ret;
3771         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3772
3773         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3774
3775         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3776                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3777                         pgdat->node_id,
3778                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3779                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3780
3781         zone_init_free_lists(zone);
3782
3783         return 0;
3784 }
3785
3786 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3787 /*
3788  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3789  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3790  */
3791 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3792 {
3793         int i;
3794
3795         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3796                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3797                         return i;
3798
3799         return -1;
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3804  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3805  */
3806 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3807 {
3808         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3809                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3810                         return index;
3811
3812         return -1;
3813 }
3814
3815 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3816 /*
3817  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3818  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3819  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3820  * alternative
3821  */
3822 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3823 {
3824         int i;
3825
3826         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3827                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3828                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3829
3830                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3831                         return early_node_map[i].nid;
3832         }
3833         /* This is a memory hole */
3834         return -1;
3835 }
3836 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3837
3838 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3839 {
3840         int nid;
3841
3842         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3843         if (nid >= 0)
3844                 return nid;
3845         /* just returns 0 */
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3850 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3851 {
3852         int nid;
3853
3854         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3855         if (nid >= 0 && nid != node)
3856                 return false;
3857         return true;
3858 }
3859 #endif
3860
3861 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3862 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3863         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3864                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3865
3866 /**
3867  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3868  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3869  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3870  *
3871  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3872  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3873  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3874  */
3875 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3876                                                 unsigned long max_low_pfn)
3877 {
3878         int i;
3879
3880         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3881                 unsigned long size_pages = 0;
3882                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3883
3884                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3885                         continue;
3886
3887                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3888                         end_pfn = max_low_pfn;
3889
3890                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3891                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3892                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3893                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3894         }
3895 }
3896
3897 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3898 /*
3899  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3900  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3901  */
3902 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3903 {
3904         int i;
3905
3906         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3907                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3908                         return i;
3909
3910         return -1;
3911 }
3912
3913 /*
3914  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3915  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3916  */
3917 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3918 {
3919         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3920                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3921                         return index;
3922
3923         return -1;
3924 }
3925
3926 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3927         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3928                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3929
3930 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3931                                         u64 goal, u64 limit)
3932 {
3933         int i;
3934
3935         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3936         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3937                 u64 addr;
3938                 u64 ei_start, ei_last;
3939                 u64 final_start, final_end;
3940
3941                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3942                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3943                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3944                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3945
3946                 final_start = max(ei_start, goal);
3947                 final_end = min(ei_last, limit);
3948
3949                 if (final_start >= final_end)
3950                         continue;
3951
3952                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3953
3954                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3955                         continue;
3956
3957                 return addr;
3958         }
3959
3960         return MEMBLOCK_ERROR;
3961 }
3962 #endif
3963
3964 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3965                                    int nr_range, int nid)
3966 {
3967         int i;
3968         u64 start, end;
3969
3970         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3971         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3972                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3973                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3974                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3975         }
3976         return nr_range;
3977 }
3978
3979 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3980 {
3981         int i;
3982         int ret;
3983
3984         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3985                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3986                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3987                 if (ret)
3988                         break;
3989         }
3990 }
3991 /**
3992  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3993  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3994  *
3995  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3996  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3997  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3998  */
3999 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4000 {
4001         int i;
4002
4003         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4004                 memory_present(early_node_map[i].nid,
4005                                 early_node_map[i].start_pfn,
4006                                 early_node_map[i].end_pfn);
4007 }
4008
4009 /**
4010  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4011  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4012  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4013  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4014  *
4015  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4016  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4017  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4018  * PFNs will be 0.
4019  */
4020 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4021                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4022 {
4023         int i;
4024         *start_pfn = -1UL;
4025         *end_pfn = 0;
4026
4027         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4028                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4029                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4030         }
4031
4032         if (*start_pfn == -1UL)
4033                 *start_pfn = 0;
4034 }
4035
4036 /*
4037  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4038  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4039  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4040  */
4041 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4042 {
4043         int zone_index;
4044         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4045                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4046                         continue;
4047
4048                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4049                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4050                         break;
4051         }
4052
4053         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4054         movable_zone = zone_index;
4055 }
4056
4057 /*
4058  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4059  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4060  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4061  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4062  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4063  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4064  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4065  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4066  */
4067 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4068                                         unsigned long zone_type,
4069                                         unsigned long node_start_pfn,
4070                                         unsigned long node_end_pfn,
4071                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4072                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4073 {
4074         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4075         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4076                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4077                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4078                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4079                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4080                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4081
4082                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4083                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4084                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4085                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4086
4087                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4088                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4089                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4090         }
4091 }
4092
4093 /*
4094  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4095  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4096  */
4097 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4098                                         unsigned long zone_type,
4099                                         unsigned long *ignored)
4100 {
4101         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4102         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4103
4104         /* Get the start and end of the node and zone */
4105         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4106         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4107         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4108         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4109                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4110                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4111
4112         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4113         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4114                 return 0;
4115
4116         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4117         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4118         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4119
4120         /* Return the spanned pages */
4121         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4122 }
4123
4124 /*
4125  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4126  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4127  */
4128 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4129                                 unsigned long range_start_pfn,
4130                                 unsigned long range_end_pfn)
4131 {
4132         int i = 0;
4133         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4134         unsigned long start_pfn;
4135
4136         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4137         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4138         if (i == -1)
4139                 return 0;
4140
4141         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4142
4143         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4144         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4145                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4146
4147         /* Find all holes for the zone within the node */
4148         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4149
4150                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4151                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4152                         break;
4153
4154                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4155                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4156                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4157
4158                 /* Update the hole size cound and move on */
4159                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4160                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4161                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4162                 }
4163                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4164         }
4165
4166         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4167         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4168                 hole_pages += range_end_pfn -
4169                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4170
4171         return hole_pages;
4172 }
4173
4174 /**
4175  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4176  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4177  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4178  *
4179  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4180  */
4181 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4182                                                         unsigned long end_pfn)
4183 {
4184         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4185 }
4186
4187 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4188 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4189                                         unsigned long zone_type,
4190                                         unsigned long *ignored)
4191 {
4192         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4193         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4194
4195         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4196         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4197                                                         node_start_pfn);
4198         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4199                                                         node_end_pfn);
4200
4201         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4202                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4203                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4204         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4205 }
4206
4207 #else
4208 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4209                                         unsigned long zone_type,
4210                                         unsigned long *zones_size)
4211 {
4212         return zones_size[zone_type];
4213 }
4214
4215 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4216                                                 unsigned long zone_type,
4217                                                 unsigned long *zholes_size)
4218 {
4219         if (!zholes_size)
4220                 return 0;
4221
4222         return zholes_size[zone_type];
4223 }
4224
4225 #endif
4226
4227 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4228                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4229 {
4230         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4231         enum zone_type i;
4232
4233         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4234                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4235                                                                 zones_size);
4236         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4237
4238         realtotalpages = totalpages;
4239         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4240                 realtotalpages -=
4241                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4242                                                                 zholes_size);
4243         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4244         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4245                                                         realtotalpages);
4246 }
4247
4248 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4249 /*
4250  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4251  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4252  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4253  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4254  * bytes.
4255  */
4256 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4257 {
4258         unsigned long usemapsize;
4259
4260         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4261         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4262         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4263         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4264
4265         return usemapsize / 8;
4266 }
4267
4268 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4269                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4270 {
4271         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4272         zone->pageblock_flags = NULL;
4273         if (usemapsize)
4274                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4275                                                                    usemapsize);
4276 }
4277 #else
4278 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4279                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4280 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4281
4282 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4283
4284 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4285 void __init set_pageblock_order(void)
4286 {
4287         unsigned int order;
4288
4289         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4290         if (pageblock_order)
4291                 return;
4292
4293         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4294                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4295         else
4296                 order = MAX_ORDER - 1;
4297
4298         /*
4299          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4300          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4301          * powerpc.
4302          */
4303         pageblock_order = order;
4304 }
4305 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4306
4307 /*
4308  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4309  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4310  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4311  * the kernel config
4312  */
4313 void __init set_pageblock_order(void)
4314 {
4315 }
4316
4317 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4318
4319 /*
4320  * Set up the zone data structures:
4321  *   - mark all pages reserved
4322  *   - mark all memory queues empty
4323  *   - clear the memory bitmaps
4324  */
4325 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4326                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4327 {
4328         enum zone_type j;
4329         int nid = pgdat->node_id;
4330         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4331         int ret;
4332
4333         pgdat_resize_init(pgdat);
4334         pgdat->nr_zones = 0;
4335         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4336         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4337         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4338         
4339         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4340                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4341                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4342                 enum lru_list l;
4343
4344                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4345                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4346                                                                 zholes_size);
4347
4348                 /*
4349                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4350                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4351                  * and per-cpu initialisations
4352                  */
4353                 memmap_pages =
4354                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4355                 if (realsize >= memmap_pages) {
4356                         realsize -= memmap_pages;
4357                         if (memmap_pages)
4358                                 printk(KERN_DEBUG
4359                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4360                                        zone_names[j], memmap_pages);
4361                 } else
4362                         printk(KERN_WARNING
4363                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4364                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4365
4366                 /* Account for reserved pages */
4367                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4368                         realsize -= dma_reserve;
4369                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4370                                         zone_names[0], dma_reserve);
4371                 }
4372
4373                 if (!is_highmem_idx(j))
4374                         nr_kernel_pages += realsize;
4375                 nr_all_pages += realsize;
4376
4377                 zone->spanned_pages = size;
4378                 zone->present_pages = realsize;
4379 #ifdef CONFIG_NUMA
4380                 zone->node = nid;
4381                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4382                                                 / 100;
4383                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4384 #endif
4385                 zone->name = zone_names[j];
4386                 spin_lock_init(&zone->lock);
4387                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4388                 zone_seqlock_init(zone);
4389                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4390
4391                 zone_pcp_init(zone);
4392                 for_each_lru(l)
4393                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4394                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4395                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4396                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4397                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4398                 zap_zone_vm_stats(zone);
4399                 zone->flags = 0;
4400                 if (!size)
4401                         continue;
4402
4403                 set_pageblock_order();
4404                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4405                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4406                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4407                 BUG_ON(ret);
4408                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4409                 zone_start_pfn += size;
4410         }
4411 }
4412
4413 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4414 {
4415         /* Skip empty nodes */
4416         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4417                 return;
4418
4419 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4420         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4421         if (!pgdat->node_mem_map) {
4422                 unsigned long size, start, end;
4423                 struct page *map;
4424
4425                 /*
4426                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4427                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4428                  * for the buddy allocator to function correctly.
4429                  */
4430                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4431                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4432                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4433                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4434                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4435                 if (!map)
4436                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4437                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4438         }
4439 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4440         /*
4441          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4442          */
4443         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4444                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4445 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4446                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4447                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4448 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4449         }
4450 #endif
4451 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4452 }
4453
4454 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4455                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4456 {
4457         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4458
4459         pgdat->node_id = nid;
4460         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4461         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4462
4463         alloc_node_mem_map(pgdat);
4464 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4465         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4466                 nid, (unsigned long)pgdat,
4467                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4468 #endif
4469
4470         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4471 }
4472
4473 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4474
4475 #if MAX_NUMNODES > 1
4476 /*
4477  * Figure out the number of possible node ids.
4478  */
4479 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4480 {
4481         unsigned int node;
4482         unsigned int highest = 0;
4483
4484         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4485                 highest = node;
4486         nr_node_ids = highest + 1;
4487 }
4488 #else
4489 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4490 {
4491 }
4492 #endif
4493
4494 /**
4495  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4496  * @nid: The node ID the range resides on
4497  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4498  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4499  *
4500  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4501  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4502  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4503  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4504  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4505  */
4506 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4507                                                 unsigned long end_pfn)
4508 {
4509         int i;
4510
4511         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4512                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4513                         "%d entries of %d used\n",
4514                         nid, start_pfn, end_pfn,
4515                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4516
4517         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4518
4519         /* Merge with existing active regions if possible */
4520         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4521                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4522                         continue;
4523
4524                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4525                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4526                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4527                         return;
4528
4529                 /* Merge forward if suitable */
4530                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4531                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4532                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4533                         return;
4534                 }
4535
4536                 /* Merge backward if suitable */
4537                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4538                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4539                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4540                         return;
4541                 }
4542         }
4543
4544         /* Check that early_node_map is large enough */
4545         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4546                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4547                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4548                 return;
4549         }
4550
4551         early_node_map[i].nid = nid;
4552         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4553         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4554         nr_nodemap_entries = i + 1;
4555 }
4556
4557 /**
4558  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4559  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4560  * @start_pfn: The new PFN of the range
4561  * @end_pfn: The new PFN of the range
4562  *
4563  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4564  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4565  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4566  * range.
4567  */
4568 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4569                                 unsigned long end_pfn)
4570 {
4571         int i, j;
4572         int removed = 0;
4573
4574         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4575                           nid, start_pfn, end_pfn);
4576
4577         /* Find the old active region end and shrink */
4578         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4579                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4580                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4581                         /* clear it */
4582                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4583                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4584                         removed = 1;
4585                         continue;
4586                 }
4587                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4588                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4589                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4590                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4591                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4592                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4593                         continue;
4594                 }
4595                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4596                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4597                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4598                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4599                         continue;
4600                 }
4601         }
4602
4603         if (!removed)
4604                 return;
4605
4606         /* remove the blank ones */
4607         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4608                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4609                         continue;
4610                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4611                         continue;
4612                 /* we found it, get rid of it */
4613                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4614                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4615                                 sizeof(early_node_map[j]));
4616                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4617                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4618                 nr_nodemap_entries--;
4619         }
4620 }
4621
4622 /**
4623  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4624  *
4625  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4626  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4627  * all currently registered regions.
4628  */
4629 void __init remove_all_active_ranges(void)
4630 {
4631         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4632         nr_nodemap_entries = 0;
4633 }
4634
4635 /* Compare two active node_active_regions */
4636 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4637 {
4638         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4639         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4640
4641         /* Done this way to avoid overflows */
4642         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4643                 return 1;
4644         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4645                 return -1;
4646
4647         return 0;
4648 }
4649
4650 /* sort the node_map by start_pfn */
4651 void __init sort_node_map(void)
4652 {
4653         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4654                         sizeof(struct node_active_region),
4655                         cmp_node_active_region, NULL);
4656 }
4657
4658 /**
4659  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4660  *
4661  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4662  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4663  * all the nodes.
4664  *
4665  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4666  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4667  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4668  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4669  *
4670  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4671  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4672  * populated node map.
4673  *
4674  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4675  * requirement (single node).
4676  */
4677 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4678 {
4679         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4680         int last_nid = -1;
4681         int i;
4682
4683         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4684                 int nid = early_node_map[i].nid;
4685                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4686                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4687                 unsigned long mask;
4688
4689                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4690                         last_nid = nid;
4691                         last_end = end;
4692                         continue;
4693                 }
4694
4695                 /*
4696                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4697                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4698                  * too coarse to separate the current node from the last.
4699                  */
4700                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4701                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4702                         mask <<= 1;
4703
4704                 /* accumulate all internode masks */
4705                 accl_mask |= mask;
4706         }
4707
4708         /* convert mask to number of pages */
4709         return ~accl_mask + 1;
4710 }
4711
4712 /* Find the lowest pfn for a node */
4713 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4714 {
4715         int i;
4716         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4717
4718         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4719         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4720                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4721
4722         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4723                 printk(KERN_WARNING
4724                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4725                 return 0;
4726         }
4727
4728         return min_pfn;
4729 }
4730
4731 /**
4732  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4733  *
4734  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4735  * add_active_range().
4736  */
4737 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4738 {
4739         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4740 }
4741
4742 /*
4743  * early_calculate_totalpages()
4744  * Sum pages in active regions for movable zone.
4745  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4746  */
4747 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4748 {
4749         int i;
4750         unsigned long totalpages = 0;
4751
4752         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4753                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4754                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4755                 totalpages += pages;
4756                 if (pages)
4757                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4758         }
4759         return totalpages;
4760 }
4761
4762 /*
4763  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4764  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4765  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4766  * others
4767  */
4768 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4769 {
4770         int i, nid;
4771         unsigned long usable_startpfn;
4772         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4773         /* save the state before borrow the nodemask */
4774         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4775         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4776         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4777
4778         /*
4779          * If movablecore was specified, calculate what size of
4780          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4781          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4782          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4783          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4784          * what movablecore would have allowed.
4785          */
4786         if (required_movablecore) {
4787                 unsigned long corepages;
4788
4789                 /*
4790                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4791                  * was requested by the user
4792                  */
4793                 required_movablecore =
4794                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4795                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4796
4797                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4798         }
4799
4800         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4801         if (!required_kernelcore)
4802                 goto out;
4803
4804         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4805         find_usable_zone_for_movable();
4806         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4807
4808 restart:
4809         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4810         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4811         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4812                 /*
4813                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4814                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4815                  * amount of memory for the kernel
4816                  */
4817                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4818                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4819
4820                 /*
4821                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4822                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4823                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4824                  */
4825                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4826
4827                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4828                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4829                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4830                         unsigned long size_pages;
4831
4832                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4833                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4834                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4835                         if (start_pfn >= end_pfn)
4836                                 continue;
4837
4838                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4839                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4840                                 unsigned long kernel_pages;
4841                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4842                                                                 - start_pfn;
4843
4844                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4845                                                         kernelcore_remaining);
4846                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4847                                                         required_kernelcore);
4848
4849                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4850                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4851
4852                                         /*
4853                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4854                                          * that if we have to rebalance
4855                                          * kernelcore across nodes, we will
4856                                          * not double account here
4857                                          */
4858                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4859                                         continue;
4860                                 }
4861                                 start_pfn = usable_startpfn;
4862                         }
4863
4864                         /*
4865                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4866                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4867                          * number of pages used as kernelcore
4868                          */
4869                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4870                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4871                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4872                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4873
4874                         /*
4875                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4876                          * break if the kernelcore for this node has been
4877                          * satisified
4878                          */
4879                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4880                                                                 size_pages);
4881                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4882                         if (!kernelcore_remaining)
4883                                 break;
4884                 }
4885         }
4886
4887         /*
4888          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4889          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4890          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4891          * satisified
4892          */
4893         usable_nodes--;
4894         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4895                 goto restart;
4896
4897         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4898         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4899                 zone_movable_pfn[nid] =
4900                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4901
4902 out:
4903         /* restore the node_state */
4904         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4905 }
4906
4907 /* Any regular memory on that node ? */
4908 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4909 {
4910 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4911         enum zone_type zone_type;
4912
4913         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4914                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4915                 if (zone->present_pages)
4916                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4917         }
4918 #endif
4919 }
4920
4921 /**
4922  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4923  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4924  *
4925  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4926  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4927  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4928  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4929  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4930  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4931  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4932  * at arch_max_dma_pfn.
4933  */
4934 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4935 {
4936         unsigned long nid;
4937         int i;
4938
4939         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4940         sort_node_map();
4941
4942         /* Record where the zone boundaries are */
4943         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4944                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4945         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4946                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4947         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4948         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4949         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4950                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4951                         continue;
4952                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4953                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4954                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4955                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4956         }
4957         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4958         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4959
4960         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4961         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4962         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4963
4964         /* Print out the zone ranges */
4965         printk("Zone PFN ranges:\n");
4966         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4967                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4968                         continue;
4969                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4970                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4971                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4972                         printk("empty\n");
4973                 else
4974                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4975                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4976                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4977         }
4978
4979         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4980         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4981         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4982                 if (zone_movable_pfn[i])
4983                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4984         }
4985
4986         /* Print out the early_node_map[] */
4987         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4988         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4989                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4990                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4991                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4992
4993         /* Initialise every node */
4994         mminit_verify_pageflags_layout();
4995         setup_nr_node_ids();
4996         for_each_online_node(nid) {
4997                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4998                 free_area_init_node(nid, NULL,
4999                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5000
5001                 /* Any memory on that node */
5002                 if (pgdat->node_present_pages)
5003                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5004                 check_for_regular_memory(pgdat);
5005         }
5006 }
5007
5008 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5009 {
5010         unsigned long long coremem;
5011         if (!p)
5012                 return -EINVAL;
5013
5014         coremem = memparse(p, &p);
5015         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5016
5017         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5018         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5019
5020         return 0;
5021 }
5022
5023 /*
5024  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5025  * cannot be reclaimed or migrated.
5026  */
5027 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5028 {
5029         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5030 }
5031
5032 /*
5033  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5034  * can be reclaimed or migrated.
5035  */
5036 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5037 {
5038         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5039 }
5040
5041 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5042 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5043
5044 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5045
5046 /**
5047  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5048  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5049  *
5050  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5051  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5052  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5053  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5054  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5055  * smaller per-cpu batchsize.
5056  */
5057 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5058 {
5059         dma_reserve = new_dma_reserve;
5060 }
5061
5062 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5063 {
5064         free_area_init_node(0, zones_size,
5065                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5066 }
5067
5068 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5069                                  unsigned long action, void *hcpu)
5070 {
5071         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5072
5073         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5074                 drain_pages(cpu);
5075
5076                 /*
5077                  * Spill the event counters of the dead processor
5078                  * into the current processors event counters.
5079                  * This artificially elevates the count of the current
5080                  * processor.
5081                  */
5082                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5083
5084                 /*
5085                  * Zero the differential counters of the dead processor
5086                  * so that the vm statistics are consistent.
5087                  *
5088                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5089                  * race with what we are doing.
5090                  */
5091                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5092         }
5093         return NOTIFY_OK;
5094 }
5095
5096 void __init page_alloc_init(void)
5097 {
5098         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5099 }
5100
5101 /*
5102  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5103  *      or min_free_kbytes changes.
5104  */
5105 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5106 {
5107         struct pglist_data *pgdat;
5108         unsigned long reserve_pages = 0;
5109         enum zone_type i, j;
5110
5111         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5112                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5113                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5114                         unsigned long max = 0;
5115
5116                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5117                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5118                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5119                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5120                         }
5121
5122                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5123                         max += high_wmark_pages(zone);
5124
5125                         if (max > zone->present_pages)
5126                                 max = zone->present_pages;
5127                         reserve_pages += max;
5128                 }
5129         }
5130         totalreserve_pages = reserve_pages;
5131 }
5132
5133 /*
5134  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5135  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5136  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5137  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5138  */
5139 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5140 {
5141         struct pglist_data *pgdat;
5142         enum zone_type j, idx;
5143
5144         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5145                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5146                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5147                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5148
5149                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5150
5151                         idx = j;
5152                         while (idx) {
5153                                 struct zone *lower_zone;
5154
5155                                 idx--;
5156
5157                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5158                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5159
5160                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5161                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5162                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5163                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5164                         }
5165                 }
5166         }
5167
5168         /* update totalreserve_pages */
5169         calculate_totalreserve_pages();
5170 }
5171
5172 /**
5173  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5174  * or when memory is hot-{added|removed}
5175  *
5176  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5177  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5178  */
5179 void setup_per_zone_wmarks(void)
5180 {
5181         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5182         unsigned long lowmem_pages = 0;
5183         struct zone *zone;
5184         unsigned long flags;
5185
5186         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5187         for_each_zone(zone) {
5188                 if (!is_highmem(zone))
5189                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5190         }
5191
5192         for_each_zone(zone) {
5193                 u64 tmp;
5194
5195                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5196                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5197                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5198                 if (is_highmem(zone)) {
5199                         /*
5200                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5201                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5202                          * value here.
5203                          *
5204                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5205                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5206                          * not be capped for highmem.
5207                          */
5208                         int min_pages;
5209
5210                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5211                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5212                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5213                         if (min_pages > 128)
5214                                 min_pages = 128;
5215                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5216                 } else {
5217                         /*
5218                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5219                          * proportionate to the zone's size.
5220                          */
5221                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5222                 }
5223
5224                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5225                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5226                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5227                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5228         }
5229
5230         /* update totalreserve_pages */
5231         calculate_totalreserve_pages();
5232 }
5233
5234 /*
5235  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5236  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5237  * to be referenced again before it is swapped out.
5238  *
5239  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5240  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5241  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5242  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5243  *
5244  * total     target    max
5245  * memory    ratio     inactive anon
5246  * -------------------------------------
5247  *   10MB       1         5MB
5248  *  100MB       1        50MB
5249  *    1GB       3       250MB
5250  *   10GB      10       0.9GB
5251  *  100GB      31         3GB
5252  *    1TB     101        10GB
5253  *   10TB     320        32GB
5254  */
5255 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5256 {
5257         unsigned int gb, ratio;
5258
5259         /* Zone size in gigabytes */
5260         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5261         if (gb)
5262                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5263         else
5264                 ratio = 1;
5265
5266         zone->inactive_ratio = ratio;
5267 }
5268
5269 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5270 {
5271         struct zone *zone;
5272
5273         for_each_zone(zone)
5274                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5275 }
5276
5277 /*
5278  * Initialise min_free_kbytes.
5279  *
5280  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5281  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5282  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5283  *
5284  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5285  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5286  *
5287  * which yields
5288  *
5289  * 16MB:        512k
5290  * 32MB:        724k
5291  * 64MB:        1024k
5292  * 128MB:       1448k
5293  * 256MB:       2048k
5294  * 512MB:       2896k
5295  * 1024MB:      4096k
5296  * 2048MB:      5792k
5297  * 4096MB:      8192k
5298  * 8192MB:      11584k
5299  * 16384MB:     16384k
5300  */
5301 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5302 {
5303         unsigned long lowmem_kbytes;
5304
5305         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5306
5307         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5308         if (min_free_kbytes < 128)
5309                 min_free_kbytes = 128;
5310         if (min_free_kbytes > 65536)
5311                 min_free_kbytes = 65536;
5312         setup_per_zone_wmarks();
5313         refresh_zone_stat_thresholds();
5314         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5315         setup_per_zone_inactive_ratio();
5316         return 0;
5317 }
5318 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5319
5320 /*
5321  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5322  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5323  *      changes.
5324  */
5325 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5326         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5327 {
5328         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5329         if (write)
5330                 setup_per_zone_wmarks();
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 #ifdef CONFIG_NUMA
5335 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5336         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5337 {
5338         struct zone *zone;
5339         int rc;
5340
5341         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5342         if (rc)
5343                 return rc;
5344
5345         for_each_zone(zone)
5346                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5347                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5348         return 0;
5349 }
5350
5351 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5352         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5353 {
5354         struct zone *zone;
5355         int rc;
5356
5357         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5358         if (rc)
5359                 return rc;
5360
5361         for_each_zone(zone)
5362                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5363                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5364         return 0;
5365 }
5366 #endif
5367
5368 /*
5369  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5370  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5371  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5372  *
5373  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5374  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5375  * if in function of the boot time zone sizes.
5376  */
5377 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5378         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5379 {
5380         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5381         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5382         return 0;
5383 }
5384
5385 /*
5386  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5387  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5388  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5389  */
5390
5391 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5392         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5393 {
5394         struct zone *zone;
5395         unsigned int cpu;
5396         int ret;
5397
5398         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5399         if (!write || (ret == -EINVAL))
5400                 return ret;
5401         for_each_populated_zone(zone) {
5402                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5403                         unsigned long  high;
5404                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5405                         setup_pagelist_highmark(
5406                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5407                 }
5408         }
5409         return 0;
5410 }
5411
5412 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5413
5414 #ifdef CONFIG_NUMA
5415 static int __init set_hashdist(char *str)
5416 {
5417         if (!str)
5418                 return 0;
5419         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5420         return 1;
5421 }
5422 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5423 #endif
5424
5425 /*
5426  * allocate a large system hash table from bootmem
5427  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5428  *   quantity of entries
5429  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5430  */
5431 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5432                                      unsigned long bucketsize,
5433                                      unsigned long numentries,
5434                                      int scale,
5435                                      int flags,
5436                                      unsigned int *_hash_shift,
5437                                      unsigned int *_hash_mask,
5438                                      unsigned long limit)
5439 {
5440         unsigned long long max = limit;
5441         unsigned long log2qty, size;
5442         void *table = NULL;
5443
5444         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5445         if (!numentries) {
5446                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5447                 numentries = nr_kernel_pages;
5448                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5449                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5450                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5451
5452                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5453                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5454                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5455                 else
5456                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5457
5458                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5459                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5460                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5461                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5462                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5463                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5464                                 BUG_ON(!numentries);
5465                         }
5466                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5467                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5468         }
5469         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5470
5471         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5472         if (max == 0) {
5473                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5474                 do_div(max, bucketsize);
5475         }
5476
5477         if (numentries > max)
5478                 numentries = max;
5479
5480         log2qty = ilog2(numentries);
5481
5482         do {
5483                 size = bucketsize << log2qty;
5484                 if (flags & HASH_EARLY)
5485                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5486                 else if (hashdist)
5487                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5488                 else {
5489                         /*
5490                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5491                          * some pages at the end of hash table which
5492                          * alloc_pages_exact() automatically does
5493                          */
5494                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5495                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5496                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5497                         }
5498                 }
5499         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5500
5501         if (!table)
5502                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5503
5504         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5505                tablename,
5506                (1UL << log2qty),
5507                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5508                size);
5509
5510         if (_hash_shift)
5511                 *_hash_shift = log2qty;
5512         if (_hash_mask)
5513                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5514
5515         return table;
5516 }
5517
5518 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5519 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5520                                                         unsigned long pfn)
5521 {
5522 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5523         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5524 #else
5525         return zone->pageblock_flags;
5526 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5527 }
5528
5529 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5530 {
5531 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5532         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5533         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5534 #else
5535         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5536         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5537 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5538 }
5539
5540 /**
5541  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5542  * @page: The page within the block of interest
5543  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5544  * @end_bitidx: The last bit of interest
5545  * returns pageblock_bits flags
5546  */
5547 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5548                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5549 {
5550         struct zone *zone;
5551         unsigned long *bitmap;
5552         unsigned long pfn, bitidx;
5553         unsigned long flags = 0;
5554         unsigned long value = 1;
5555
5556         zone = page_zone(page);
5557         pfn = page_to_pfn(page);
5558         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5559         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5560
5561         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5562                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5563                         flags |= value;
5564
5565         return flags;
5566 }
5567
5568 /**
5569  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5570  * @page: The page within the block of interest
5571  * @start_bitidx: The first bit of interest
5572  * @end_bitidx: The last bit of interest
5573  * @flags: The flags to set
5574  */
5575 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5576                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5577 {
5578         struct zone *zone;
5579         unsigned long *bitmap;
5580         unsigned long pfn, bitidx;
5581         unsigned long value = 1;
5582
5583         zone = page_zone(page);
5584         pfn = page_to_pfn(page);
5585         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5586         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5587         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5588         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5589
5590         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5591                 if (flags & value)
5592                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5593                 else
5594                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5595 }
5596
5597 /*
5598  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5599  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5600  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5601  */
5602
5603 static int
5604 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5605 {
5606         unsigned long pfn, iter, found;
5607         /*
5608          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5609          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5610          */
5611         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5612                 return true;
5613
5614         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5615                 return true;
5616
5617         pfn = page_to_pfn(page);
5618         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5619                 unsigned long check = pfn + iter;
5620
5621                 if (!pfn_valid_within(check))
5622                         continue;
5623
5624                 page = pfn_to_page(check);
5625                 if (!page_count(page)) {
5626                         if (PageBuddy(page))
5627                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5628                         continue;
5629                 }
5630                 if (!PageLRU(page))
5631                         found++;
5632                 /*
5633                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5634                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5635                  * and it still to be fixed.
5636                  */
5637                 /*
5638                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5639                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5640                  *
5641                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5642                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5643                  * page at boot.
5644                  */
5645                 if (found > count)
5646                         return false;
5647         }
5648         return true;
5649 }
5650
5651 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5652 {
5653         struct zone *zone = page_zone(page);
5654         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5655
5656         /*
5657          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5658          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5659          * the zone but still within the section.
5660          */
5661         if (!zone || zone->zone_start_pfn > pfn ||
5662                         zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages <= pfn)
5663                 return false;
5664
5665         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5666 }
5667
5668 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5669 {
5670         struct zone *zone;
5671         unsigned long flags, pfn;
5672         struct memory_isolate_notify arg;
5673         int notifier_ret;
5674         int ret = -EBUSY;
5675
5676         zone = page_zone(page);
5677
5678         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5679
5680         pfn = page_to_pfn(page);
5681         arg.start_pfn = pfn;
5682         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5683         arg.pages_found = 0;
5684
5685         /*
5686          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5687          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5688          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5689          * number of pages in a range that are held by the balloon
5690          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5691          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5692          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5693          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5694          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5695          */
5696         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5697         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5698         if (notifier_ret)
5699                 goto out;
5700         /*
5701          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5702          * We just check MOVABLE pages.
5703          */
5704         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5705                 ret = 0;
5706
5707         /*
5708          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5709          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5710          */
5711
5712 out:
5713         if (!ret) {
5714                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5715                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5716         }
5717
5718         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5719         if (!ret)
5720                 drain_all_pages();
5721         return ret;
5722 }
5723
5724 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5725 {
5726         struct zone *zone;
5727         unsigned long flags;
5728         zone = page_zone(page);
5729         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5730         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5731                 goto out;
5732         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5733         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5734 out:
5735         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5736 }
5737
5738 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5739 /*
5740  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5741  */
5742 void
5743 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5744 {
5745         struct page *page;
5746         struct zone *zone;
5747         int order, i;
5748         unsigned long pfn;
5749         unsigned long flags;
5750         /* find the first valid pfn */
5751         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5752                 if (pfn_valid(pfn))
5753                         break;
5754         if (pfn == end_pfn)
5755                 return;
5756         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5757         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5758         pfn = start_pfn;
5759         while (pfn < end_pfn) {
5760                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5761                         pfn++;
5762                         continue;
5763                 }
5764                 page = pfn_to_page(pfn);
5765                 BUG_ON(page_count(page));
5766                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5767                 order = page_order(page);
5768 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5769                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5770                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5771 #endif
5772                 list_del(&page->lru);
5773                 rmv_page_order(page);
5774                 zone->free_area[order].nr_free--;
5775                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5776                                       - (1UL << order));
5777                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5778                         SetPageReserved((page+i));
5779                 pfn += (1 << order);
5780         }
5781         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5782 }
5783 #endif
5784
5785 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5786 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5787 {
5788         struct zone *zone = page_zone(page);
5789         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5790         unsigned long flags;
5791         int order;
5792
5793         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5794         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5795                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5796
5797                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5798                         break;
5799         }
5800         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5801
5802         return order < MAX_ORDER;
5803 }
5804 #endif
5805
5806 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5807         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5808         {1UL << PG_error,               "error"         },
5809         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5810         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5811         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5812         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5813         {1UL << PG_active,              "active"        },
5814         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5815         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5816         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5817         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5818         {1UL << PG_private,             "private"       },
5819         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5820         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5821 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5822         {1UL << PG_head,                "head"          },
5823         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5824 #else
5825         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5826 #endif
5827         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5828         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5829         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5830         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5831         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5832 #ifdef CONFIG_MMU
5833         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5834 #endif
5835 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5836         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5837 #endif
5838 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5839         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5840 #endif
5841         {-1UL,                          NULL            },
5842 };
5843
5844 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5845 {
5846         const char *delim = "";
5847         unsigned long mask;
5848         int i;
5849
5850         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5851
5852         /* remove zone id */
5853         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5854
5855         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5856
5857                 mask = pageflag_names[i].mask;
5858                 if ((flags & mask) != mask)
5859                         continue;
5860
5861                 flags &= ~mask;
5862                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5863                 delim = "|";
5864         }
5865
5866         /* check for left over flags */
5867         if (flags)
5868                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5869
5870         printk(")\n");
5871 }
5872
5873 void dump_page(struct page *page)
5874 {
5875         printk(KERN_ALERT
5876                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5877                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5878                 page->mapping, page->index);
5879         dump_page_flags(page->flags);
5880         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5881 }