mm: more intensive memory corruption debugging
[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 #include <linux/page-debug-flags.h>
61
62 #include <asm/tlbflush.h>
63 #include <asm/div64.h>
64 #include "internal.h"
65
66 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
67 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
68 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
69 #endif
70
71 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
72 /*
73  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
74  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
75  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
76  * defined in <linux/topology.h>.
77  */
78 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
79 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
80 #endif
81
82 /*
83  * Array of node states.
84  */
85 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
86         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
87         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
88 #ifndef CONFIG_NUMA
89         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
90 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
91         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
92 #endif
93         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
94 #endif  /* NUMA */
95 };
96 EXPORT_SYMBOL(node_states);
97
98 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
99 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
100 int percpu_pagelist_fraction;
101 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
102
103 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
104 /*
105  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
106  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
107  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
108  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
109  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
110  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
111  */
112
113 static gfp_t saved_gfp_mask;
114
115 void pm_restore_gfp_mask(void)
116 {
117         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
118         if (saved_gfp_mask) {
119                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
120                 saved_gfp_mask = 0;
121         }
122 }
123
124 void pm_restrict_gfp_mask(void)
125 {
126         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
127         WARN_ON(saved_gfp_mask);
128         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
129         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
130 }
131
132 bool pm_suspended_storage(void)
133 {
134         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
135                 return false;
136         return true;
137 }
138 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
139
140 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
141 int pageblock_order __read_mostly;
142 #endif
143
144 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
145
146 /*
147  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
148  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
149  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
150  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
151  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
152  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
153  *
154  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
155  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
156  */
157 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
158 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
159          256,
160 #endif
161 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
162          256,
163 #endif
164 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
165          32,
166 #endif
167          32,
168 };
169
170 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
171
172 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
173 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
174          "DMA",
175 #endif
176 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
177          "DMA32",
178 #endif
179          "Normal",
180 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
181          "HighMem",
182 #endif
183          "Movable",
184 };
185
186 int min_free_kbytes = 1024;
187
188 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
189 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
190 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
191
192 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
193   /*
194    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
195    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
196    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
197    * so the number of times add_active_range() can be called is
198    * related to the number of nodes and the number of holes
199    */
200   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
201     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
202     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
203   #else
204     #if MAX_NUMNODES >= 32
205       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
206       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
207     #else
208       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
209       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
210     #endif
211   #endif
212
213   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
214   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
215   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
216   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
217   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
218   static unsigned long __initdata required_movablecore;
219   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
220
221   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
222   int movable_zone;
223   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
224 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
225
226 #if MAX_NUMNODES > 1
227 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
228 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
229 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
230 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
231 #endif
232
233 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
234
235 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
236 {
237
238         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
239                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
240
241         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
242                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
243 }
244
245 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
246
247 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
248 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
249 {
250         int ret = 0;
251         unsigned seq;
252         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
253
254         do {
255                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
256                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
257                         ret = 1;
258                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
259                         ret = 1;
260         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
261
262         return ret;
263 }
264
265 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
266 {
267         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
268                 return 0;
269         if (zone != page_zone(page))
270                 return 0;
271
272         return 1;
273 }
274 /*
275  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
276  */
277 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
278 {
279         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
280                 return 1;
281         if (!page_is_consistent(zone, page))
282                 return 1;
283
284         return 0;
285 }
286 #else
287 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
288 {
289         return 0;
290 }
291 #endif
292
293 static void bad_page(struct page *page)
294 {
295         static unsigned long resume;
296         static unsigned long nr_shown;
297         static unsigned long nr_unshown;
298
299         /* Don't complain about poisoned pages */
300         if (PageHWPoison(page)) {
301                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
302                 return;
303         }
304
305         /*
306          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
307          * or allow a steady drip of one report per second.
308          */
309         if (nr_shown == 60) {
310                 if (time_before(jiffies, resume)) {
311                         nr_unshown++;
312                         goto out;
313                 }
314                 if (nr_unshown) {
315                         printk(KERN_ALERT
316                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
317                                 nr_unshown);
318                         nr_unshown = 0;
319                 }
320                 nr_shown = 0;
321         }
322         if (nr_shown++ == 0)
323                 resume = jiffies + 60 * HZ;
324
325         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
326                 current->comm, page_to_pfn(page));
327         dump_page(page);
328
329         print_modules();
330         dump_stack();
331 out:
332         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
333         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
334         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
335 }
336
337 /*
338  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
339  *
340  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
341  *
342  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
343  *
344  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
345  * the head page (even the head page has this).
346  *
347  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
348  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
349  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
350  */
351
352 static void free_compound_page(struct page *page)
353 {
354         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
355 }
356
357 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
358 {
359         int i;
360         int nr_pages = 1 << order;
361
362         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
363         set_compound_order(page, order);
364         __SetPageHead(page);
365         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
366                 struct page *p = page + i;
367                 __SetPageTail(p);
368                 set_page_count(p, 0);
369                 p->first_page = page;
370         }
371 }
372
373 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
374 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
375 {
376         int i;
377         int nr_pages = 1 << order;
378         int bad = 0;
379
380         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
381             unlikely(!PageHead(page))) {
382                 bad_page(page);
383                 bad++;
384         }
385
386         __ClearPageHead(page);
387
388         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
389                 struct page *p = page + i;
390
391                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
392                         bad_page(page);
393                         bad++;
394                 }
395                 __ClearPageTail(p);
396         }
397
398         return bad;
399 }
400
401 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
402 {
403         int i;
404
405         /*
406          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
407          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
408          */
409         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
410         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
411                 clear_highpage(page + i);
412 }
413
414 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
415 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
416
417 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
418 {
419         unsigned long res;
420
421         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
422                 printk(KERN_ERR "Bad debug_guardpage_minorder value\n");
423                 return 0;
424         }
425         _debug_guardpage_minorder = res;
426         printk(KERN_INFO "Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
427         return 0;
428 }
429 __setup("debug_guardpage_minorder=", debug_guardpage_minorder_setup);
430
431 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page)
432 {
433         __set_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
434 }
435
436 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page)
437 {
438         __clear_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
439 }
440 #else
441 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page) { }
442 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page) { }
443 #endif
444
445 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
446 {
447         set_page_private(page, order);
448         __SetPageBuddy(page);
449 }
450
451 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
452 {
453         __ClearPageBuddy(page);
454         set_page_private(page, 0);
455 }
456
457 /*
458  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
459  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
460  *
461  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
462  * the following equation:
463  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
464  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
465  * 1 buddy is #10:
466  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
467  *
468  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
469  * satisfies the following equation:
470  *     P = B & ~(1 << O)
471  *
472  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
473  */
474 static inline unsigned long
475 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
476 {
477         return page_idx ^ (1 << order);
478 }
479
480 /*
481  * This function checks whether a page is free && is the buddy
482  * we can do coalesce a page and its buddy if
483  * (a) the buddy is not in a hole &&
484  * (b) the buddy is in the buddy system &&
485  * (c) a page and its buddy have the same order &&
486  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
487  *
488  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
489  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
490  *
491  * For recording page's order, we use page_private(page).
492  */
493 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
494                                                                 int order)
495 {
496         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
497                 return 0;
498
499         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
500                 return 0;
501
502         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
503                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
504                 return 1;
505         }
506
507         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
508                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
509                 return 1;
510         }
511         return 0;
512 }
513
514 /*
515  * Freeing function for a buddy system allocator.
516  *
517  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
518  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
519  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
520  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
521  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
522  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
523  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
524  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
525  * parts of the VM system.
526  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
527  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
528  * order is recorded in page_private(page) field.
529  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
530  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
531  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
532  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
533  * triggers coalescing into a block of larger size.            
534  *
535  * -- wli
536  */
537
538 static inline void __free_one_page(struct page *page,
539                 struct zone *zone, unsigned int order,
540                 int migratetype)
541 {
542         unsigned long page_idx;
543         unsigned long combined_idx;
544         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
545         struct page *buddy;
546
547         if (unlikely(PageCompound(page)))
548                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
549                         return;
550
551         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
552
553         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
554
555         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
556         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
557
558         while (order < MAX_ORDER-1) {
559                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
560                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
561                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
562                         break;
563                 /*
564                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
565                  * merge with it and move up one order.
566                  */
567                 if (page_is_guard(buddy)) {
568                         clear_page_guard_flag(buddy);
569                         set_page_private(page, 0);
570                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
571                 } else {
572                         list_del(&buddy->lru);
573                         zone->free_area[order].nr_free--;
574                         rmv_page_order(buddy);
575                 }
576                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
577                 page = page + (combined_idx - page_idx);
578                 page_idx = combined_idx;
579                 order++;
580         }
581         set_page_order(page, order);
582
583         /*
584          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
585          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
586          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
587          * that is happening, add the free page to the tail of the list
588          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
589          * as a higher order page
590          */
591         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
592                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
593                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
594                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
595                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
596                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
597                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
598                         list_add_tail(&page->lru,
599                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
600                         goto out;
601                 }
602         }
603
604         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
605 out:
606         zone->free_area[order].nr_free++;
607 }
608
609 /*
610  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
611  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
612  * free_pages_check() will verify...
613  */
614 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
615 {
616         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
617         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
618 }
619
620 static inline int free_pages_check(struct page *page)
621 {
622         if (unlikely(page_mapcount(page) |
623                 (page->mapping != NULL)  |
624                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
625                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
626                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
627                 bad_page(page);
628                 return 1;
629         }
630         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
631                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
632         return 0;
633 }
634
635 /*
636  * Frees a number of pages from the PCP lists
637  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
638  * count is the number of pages to free.
639  *
640  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
641  * see if this freeing clears that state.
642  *
643  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
644  * pinned" detection logic.
645  */
646 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
647                                         struct per_cpu_pages *pcp)
648 {
649         int migratetype = 0;
650         int batch_free = 0;
651         int to_free = count;
652
653         spin_lock(&zone->lock);
654         zone->all_unreclaimable = 0;
655         zone->pages_scanned = 0;
656
657         while (to_free) {
658                 struct page *page;
659                 struct list_head *list;
660
661                 /*
662                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
663                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
664                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
665                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
666                  * lists
667                  */
668                 do {
669                         batch_free++;
670                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
671                                 migratetype = 0;
672                         list = &pcp->lists[migratetype];
673                 } while (list_empty(list));
674
675                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
676                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
677                         batch_free = to_free;
678
679                 do {
680                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
681                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
682                         list_del(&page->lru);
683                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
684                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
685                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
686                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
687         }
688         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
689         spin_unlock(&zone->lock);
690 }
691
692 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
693                                 int migratetype)
694 {
695         spin_lock(&zone->lock);
696         zone->all_unreclaimable = 0;
697         zone->pages_scanned = 0;
698
699         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
700         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
701         spin_unlock(&zone->lock);
702 }
703
704 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
705 {
706         int i;
707         int bad = 0;
708
709         trace_mm_page_free(page, order);
710         kmemcheck_free_shadow(page, order);
711
712         if (PageAnon(page))
713                 page->mapping = NULL;
714         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
715                 bad += free_pages_check(page + i);
716         if (bad)
717                 return false;
718
719         if (!PageHighMem(page)) {
720                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
721                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
722                                            PAGE_SIZE << order);
723         }
724         arch_free_page(page, order);
725         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
726
727         return true;
728 }
729
730 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
731 {
732         unsigned long flags;
733         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
734
735         if (!free_pages_prepare(page, order))
736                 return;
737
738         local_irq_save(flags);
739         if (unlikely(wasMlocked))
740                 free_page_mlock(page);
741         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
742         free_one_page(page_zone(page), page, order,
743                                         get_pageblock_migratetype(page));
744         local_irq_restore(flags);
745 }
746
747 /*
748  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
749  */
750 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
751 {
752         if (order == 0) {
753                 __ClearPageReserved(page);
754                 set_page_count(page, 0);
755                 set_page_refcounted(page);
756                 __free_page(page);
757         } else {
758                 int loop;
759
760                 prefetchw(page);
761                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
762                         struct page *p = &page[loop];
763
764                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
765                                 prefetchw(p + 1);
766                         __ClearPageReserved(p);
767                         set_page_count(p, 0);
768                 }
769
770                 set_page_refcounted(page);
771                 __free_pages(page, order);
772         }
773 }
774
775
776 /*
777  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
778  * Please do not alter this order without good reasons and regression
779  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
780  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
781  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
782  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
783  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
784  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
785  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
786  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
787  *
788  * -- wli
789  */
790 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
791         int low, int high, struct free_area *area,
792         int migratetype)
793 {
794         unsigned long size = 1 << high;
795
796         while (high > low) {
797                 area--;
798                 high--;
799                 size >>= 1;
800                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
801
802 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
803                 if (high < debug_guardpage_minorder()) {
804                         /*
805                          * Mark as guard pages (or page), that will allow to
806                          * merge back to allocator when buddy will be freed.
807                          * Corresponding page table entries will not be touched,
808                          * pages will stay not present in virtual address space
809                          */
810                         INIT_LIST_HEAD(&page[size].lru);
811                         set_page_guard_flag(&page[size]);
812                         set_page_private(&page[size], high);
813                         /* Guard pages are not available for any usage */
814                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << high));
815                         continue;
816                 }
817 #endif
818                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
819                 area->nr_free++;
820                 set_page_order(&page[size], high);
821         }
822 }
823
824 /*
825  * This page is about to be returned from the page allocator
826  */
827 static inline int check_new_page(struct page *page)
828 {
829         if (unlikely(page_mapcount(page) |
830                 (page->mapping != NULL)  |
831                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
832                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
833                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
834                 bad_page(page);
835                 return 1;
836         }
837         return 0;
838 }
839
840 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
841 {
842         int i;
843
844         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
845                 struct page *p = page + i;
846                 if (unlikely(check_new_page(p)))
847                         return 1;
848         }
849
850         set_page_private(page, 0);
851         set_page_refcounted(page);
852
853         arch_alloc_page(page, order);
854         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
855
856         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
857                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
858
859         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
860                 prep_compound_page(page, order);
861
862         return 0;
863 }
864
865 /*
866  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
867  * the smallest available page from the freelists
868  */
869 static inline
870 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
871                                                 int migratetype)
872 {
873         unsigned int current_order;
874         struct free_area * area;
875         struct page *page;
876
877         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
878         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
879                 area = &(zone->free_area[current_order]);
880                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
881                         continue;
882
883                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
884                                                         struct page, lru);
885                 list_del(&page->lru);
886                 rmv_page_order(page);
887                 area->nr_free--;
888                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
889                 return page;
890         }
891
892         return NULL;
893 }
894
895
896 /*
897  * This array describes the order lists are fallen back to when
898  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
899  */
900 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
901         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
902         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
903         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
904         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
905 };
906
907 /*
908  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
909  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
910  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
911  */
912 static int move_freepages(struct zone *zone,
913                           struct page *start_page, struct page *end_page,
914                           int migratetype)
915 {
916         struct page *page;
917         unsigned long order;
918         int pages_moved = 0;
919
920 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
921         /*
922          * page_zone is not safe to call in this context when
923          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
924          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
925          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
926          * grouping pages by mobility
927          */
928         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
929 #endif
930
931         for (page = start_page; page <= end_page;) {
932                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
933                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
934
935                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
936                         page++;
937                         continue;
938                 }
939
940                 if (!PageBuddy(page)) {
941                         page++;
942                         continue;
943                 }
944
945                 order = page_order(page);
946                 list_move(&page->lru,
947                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
948                 page += 1 << order;
949                 pages_moved += 1 << order;
950         }
951
952         return pages_moved;
953 }
954
955 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
956                                 int migratetype)
957 {
958         unsigned long start_pfn, end_pfn;
959         struct page *start_page, *end_page;
960
961         start_pfn = page_to_pfn(page);
962         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
963         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
964         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
965         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
966
967         /* Do not cross zone boundaries */
968         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
969                 start_page = page;
970         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
971                 return 0;
972
973         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
974 }
975
976 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
977                                         int start_order, int migratetype)
978 {
979         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
980
981         while (nr_pageblocks--) {
982                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
983                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
984         }
985 }
986
987 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
988 static inline struct page *
989 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
990 {
991         struct free_area * area;
992         int current_order;
993         struct page *page;
994         int migratetype, i;
995
996         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
997         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
998                                                 --current_order) {
999                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
1000                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
1001
1002                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
1003                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
1004                                 continue;
1005
1006                         area = &(zone->free_area[current_order]);
1007                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
1008                                 continue;
1009
1010                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
1011                                         struct page, lru);
1012                         area->nr_free--;
1013
1014                         /*
1015                          * If breaking a large block of pages, move all free
1016                          * pages to the preferred allocation list. If falling
1017                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
1018                          * aggressive about taking ownership of free pages
1019                          */
1020                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
1021                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
1022                                         page_group_by_mobility_disabled) {
1023                                 unsigned long pages;
1024                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
1025                                                                 start_migratetype);
1026
1027                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
1028                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
1029                                                 page_group_by_mobility_disabled)
1030                                         set_pageblock_migratetype(page,
1031                                                                 start_migratetype);
1032
1033                                 migratetype = start_migratetype;
1034                         }
1035
1036                         /* Remove the page from the freelists */
1037                         list_del(&page->lru);
1038                         rmv_page_order(page);
1039
1040                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
1041                         if (current_order >= pageblock_order)
1042                                 change_pageblock_range(page, current_order,
1043                                                         start_migratetype);
1044
1045                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
1046
1047                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
1048                                 start_migratetype, migratetype);
1049
1050                         return page;
1051                 }
1052         }
1053
1054         return NULL;
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1059  * Call me with the zone->lock already held.
1060  */
1061 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1062                                                 int migratetype)
1063 {
1064         struct page *page;
1065
1066 retry_reserve:
1067         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1068
1069         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1070                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1071
1072                 /*
1073                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1074                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1075                  * and we want just one call site
1076                  */
1077                 if (!page) {
1078                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1079                         goto retry_reserve;
1080                 }
1081         }
1082
1083         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1084         return page;
1085 }
1086
1087 /* 
1088  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1089  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1090  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1091  */
1092 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1093                         unsigned long count, struct list_head *list,
1094                         int migratetype, int cold)
1095 {
1096         int i;
1097         
1098         spin_lock(&zone->lock);
1099         for (i = 0; i < count; ++i) {
1100                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1101                 if (unlikely(page == NULL))
1102                         break;
1103
1104                 /*
1105                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1106                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1107                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1108                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1109                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1110                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1111                  * properly.
1112                  */
1113                 if (likely(cold == 0))
1114                         list_add(&page->lru, list);
1115                 else
1116                         list_add_tail(&page->lru, list);
1117                 set_page_private(page, migratetype);
1118                 list = &page->lru;
1119         }
1120         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1121         spin_unlock(&zone->lock);
1122         return i;
1123 }
1124
1125 #ifdef CONFIG_NUMA
1126 /*
1127  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1128  * currently executing processor on remote nodes after they have
1129  * expired.
1130  *
1131  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1132  * a single processor.
1133  */
1134 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1135 {
1136         unsigned long flags;
1137         int to_drain;
1138
1139         local_irq_save(flags);
1140         if (pcp->count >= pcp->batch)
1141                 to_drain = pcp->batch;
1142         else
1143                 to_drain = pcp->count;
1144         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1145         pcp->count -= to_drain;
1146         local_irq_restore(flags);
1147 }
1148 #endif
1149
1150 /*
1151  * Drain pages of the indicated processor.
1152  *
1153  * The processor must either be the current processor and the
1154  * thread pinned to the current processor or a processor that
1155  * is not online.
1156  */
1157 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1158 {
1159         unsigned long flags;
1160         struct zone *zone;
1161
1162         for_each_populated_zone(zone) {
1163                 struct per_cpu_pageset *pset;
1164                 struct per_cpu_pages *pcp;
1165
1166                 local_irq_save(flags);
1167                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1168
1169                 pcp = &pset->pcp;
1170                 if (pcp->count) {
1171                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1172                         pcp->count = 0;
1173                 }
1174                 local_irq_restore(flags);
1175         }
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1180  */
1181 void drain_local_pages(void *arg)
1182 {
1183         drain_pages(smp_processor_id());
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1188  */
1189 void drain_all_pages(void)
1190 {
1191         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1192 }
1193
1194 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1195
1196 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1197 {
1198         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1199         unsigned long flags;
1200         int order, t;
1201         struct list_head *curr;
1202
1203         if (!zone->spanned_pages)
1204                 return;
1205
1206         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1207
1208         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1209         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1210                 if (pfn_valid(pfn)) {
1211                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1212
1213                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1214                                 swsusp_unset_page_free(page);
1215                 }
1216
1217         for_each_migratetype_order(order, t) {
1218                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1219                         unsigned long i;
1220
1221                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1222                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1223                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1224                 }
1225         }
1226         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1227 }
1228 #endif /* CONFIG_PM */
1229
1230 /*
1231  * Free a 0-order page
1232  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1233  */
1234 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1235 {
1236         struct zone *zone = page_zone(page);
1237         struct per_cpu_pages *pcp;
1238         unsigned long flags;
1239         int migratetype;
1240         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1241
1242         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1243                 return;
1244
1245         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1246         set_page_private(page, migratetype);
1247         local_irq_save(flags);
1248         if (unlikely(wasMlocked))
1249                 free_page_mlock(page);
1250         __count_vm_event(PGFREE);
1251
1252         /*
1253          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1254          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1255          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1256          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1257          * excessively into the page allocator
1258          */
1259         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1260                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1261                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1262                         goto out;
1263                 }
1264                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1265         }
1266
1267         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1268         if (cold)
1269                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1270         else
1271                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1272         pcp->count++;
1273         if (pcp->count >= pcp->high) {
1274                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1275                 pcp->count -= pcp->batch;
1276         }
1277
1278 out:
1279         local_irq_restore(flags);
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Free a list of 0-order pages
1284  */
1285 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, int cold)
1286 {
1287         struct page *page, *next;
1288
1289         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1290                 trace_mm_page_free_batched(page, cold);
1291                 free_hot_cold_page(page, cold);
1292         }
1293 }
1294
1295 /*
1296  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1297  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1298  * Each sub-page must be freed individually.
1299  *
1300  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1301  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1302  */
1303 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1304 {
1305         int i;
1306
1307         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1308         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1309
1310 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1311         /*
1312          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1313          * otherwise free the whole shadow.
1314          */
1315         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1316                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1317 #endif
1318
1319         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1320                 set_page_refcounted(page + i);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1325  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1326  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1327  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1328  * are enabled.
1329  *
1330  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1331  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1332  */
1333 int split_free_page(struct page *page)
1334 {
1335         unsigned int order;
1336         unsigned long watermark;
1337         struct zone *zone;
1338
1339         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1340
1341         zone = page_zone(page);
1342         order = page_order(page);
1343
1344         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1345         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1346         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1347                 return 0;
1348
1349         /* Remove page from free list */
1350         list_del(&page->lru);
1351         zone->free_area[order].nr_free--;
1352         rmv_page_order(page);
1353         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1354
1355         /* Split into individual pages */
1356         set_page_refcounted(page);
1357         split_page(page, order);
1358
1359         if (order >= pageblock_order - 1) {
1360                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1361                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1362                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1363         }
1364
1365         return 1 << order;
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1370  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1371  * or two.
1372  */
1373 static inline
1374 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1375                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1376                         int migratetype)
1377 {
1378         unsigned long flags;
1379         struct page *page;
1380         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1381
1382 again:
1383         if (likely(order == 0)) {
1384                 struct per_cpu_pages *pcp;
1385                 struct list_head *list;
1386
1387                 local_irq_save(flags);
1388                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1389                 list = &pcp->lists[migratetype];
1390                 if (list_empty(list)) {
1391                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1392                                         pcp->batch, list,
1393                                         migratetype, cold);
1394                         if (unlikely(list_empty(list)))
1395                                 goto failed;
1396                 }
1397
1398                 if (cold)
1399                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1400                 else
1401                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1402
1403                 list_del(&page->lru);
1404                 pcp->count--;
1405         } else {
1406                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1407                         /*
1408                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1409                          *
1410                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1411                          * properly detect and handle allocation failures.
1412                          *
1413                          * We most definitely don't want callers attempting to
1414                          * allocate greater than order-1 page units with
1415                          * __GFP_NOFAIL.
1416                          */
1417                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1418                 }
1419                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1420                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1421                 spin_unlock(&zone->lock);
1422                 if (!page)
1423                         goto failed;
1424                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1425         }
1426
1427         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1428         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1429         local_irq_restore(flags);
1430
1431         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1432         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1433                 goto again;
1434         return page;
1435
1436 failed:
1437         local_irq_restore(flags);
1438         return NULL;
1439 }
1440
1441 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1442 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1443 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1444 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1445 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1446
1447 /* Mask to get the watermark bits */
1448 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1449
1450 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1451 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1452 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1453
1454 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1455
1456 static struct {
1457         struct fault_attr attr;
1458
1459         u32 ignore_gfp_highmem;
1460         u32 ignore_gfp_wait;
1461         u32 min_order;
1462 } fail_page_alloc = {
1463         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1464         .ignore_gfp_wait = 1,
1465         .ignore_gfp_highmem = 1,
1466         .min_order = 1,
1467 };
1468
1469 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1470 {
1471         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1472 }
1473 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1474
1475 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1476 {
1477         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1478                 return 0;
1479         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1480                 return 0;
1481         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1482                 return 0;
1483         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1484                 return 0;
1485
1486         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1487 }
1488
1489 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1490
1491 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1492 {
1493         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1494         struct dentry *dir;
1495
1496         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1497                                         &fail_page_alloc.attr);
1498         if (IS_ERR(dir))
1499                 return PTR_ERR(dir);
1500
1501         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1502                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1503                 goto fail;
1504         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1505                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1506                 goto fail;
1507         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1508                                 &fail_page_alloc.min_order))
1509                 goto fail;
1510
1511         return 0;
1512 fail:
1513         debugfs_remove_recursive(dir);
1514
1515         return -ENOMEM;
1516 }
1517
1518 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1519
1520 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1521
1522 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1523
1524 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1525 {
1526         return 0;
1527 }
1528
1529 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1530
1531 /*
1532  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1533  * of the allocation.
1534  */
1535 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1536                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1537 {
1538         /* free_pages my go negative - that's OK */
1539         long min = mark;
1540         int o;
1541
1542         free_pages -= (1 << order) + 1;
1543         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1544                 min -= min / 2;
1545         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1546                 min -= min / 4;
1547
1548         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1549                 return false;
1550         for (o = 0; o < order; o++) {
1551                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1552                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1553
1554                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1555                 min >>= 1;
1556
1557                 if (free_pages <= min)
1558                         return false;
1559         }
1560         return true;
1561 }
1562
1563 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1564                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1565 {
1566         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1567                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1568 }
1569
1570 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1571                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1572 {
1573         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1574
1575         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1576                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1577
1578         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1579                                                                 free_pages);
1580 }
1581
1582 #ifdef CONFIG_NUMA
1583 /*
1584  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1585  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1586  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1587  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1588  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1589  *
1590  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1591  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1592  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1593  *
1594  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1595  * nothing and returns NULL.
1596  *
1597  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1598  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1599  *
1600  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1601  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1602  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1603  * quickly as we can.
1604  */
1605 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1606 {
1607         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1608         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1609
1610         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1611         if (!zlc)
1612                 return NULL;
1613
1614         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1615                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1616                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1617         }
1618
1619         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1620                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1621                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1622         return allowednodes;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1627  * if it is worth looking at further for free memory:
1628  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1629  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1630  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1631  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1632  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1633  * else return false (zero) if it is not.
1634  *
1635  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1636  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1637  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1638  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1639  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1640  * into the second scan of the zonelist.
1641  *
1642  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1643  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1644  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1645  * unturned looking for a free page.
1646  */
1647 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1648                                                 nodemask_t *allowednodes)
1649 {
1650         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1651         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1652         int n;                          /* node that zone *z is on */
1653
1654         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1655         if (!zlc)
1656                 return 1;
1657
1658         i = z - zonelist->_zonerefs;
1659         n = zlc->z_to_n[i];
1660
1661         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1662         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1667  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1668  * from that zone don't waste time re-examining it.
1669  */
1670 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1671 {
1672         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1673         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1674
1675         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1676         if (!zlc)
1677                 return;
1678
1679         i = z - zonelist->_zonerefs;
1680
1681         set_bit(i, zlc->fullzones);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1686  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1687  */
1688 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1689 {
1690         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1691
1692         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1693         if (!zlc)
1694                 return;
1695
1696         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1697 }
1698
1699 #else   /* CONFIG_NUMA */
1700
1701 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1702 {
1703         return NULL;
1704 }
1705
1706 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1707                                 nodemask_t *allowednodes)
1708 {
1709         return 1;
1710 }
1711
1712 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1713 {
1714 }
1715
1716 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1717 {
1718 }
1719 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1720
1721 /*
1722  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1723  * a page.
1724  */
1725 static struct page *
1726 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1727                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1728                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1729 {
1730         struct zoneref *z;
1731         struct page *page = NULL;
1732         int classzone_idx;
1733         struct zone *zone;
1734         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1735         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1736         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1737
1738         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1739 zonelist_scan:
1740         /*
1741          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1742          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1743          */
1744         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1745                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1746                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1747                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1748                                 continue;
1749                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1750                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1751                                 continue;
1752
1753                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1754                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1755                         unsigned long mark;
1756                         int ret;
1757
1758                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1759                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1760                                     classzone_idx, alloc_flags))
1761                                 goto try_this_zone;
1762
1763                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1764                                 /*
1765                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1766                                  * and before considering the first zone allowed
1767                                  * by the cpuset.
1768                                  */
1769                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1770                                 zlc_active = 1;
1771                                 did_zlc_setup = 1;
1772                         }
1773
1774                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1775                                 goto this_zone_full;
1776
1777                         /*
1778                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1779                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1780                          */
1781                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1782                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1783                                 continue;
1784
1785                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1786                         switch (ret) {
1787                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1788                                 /* did not scan */
1789                                 continue;
1790                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1791                                 /* scanned but unreclaimable */
1792                                 continue;
1793                         default:
1794                                 /* did we reclaim enough */
1795                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1796                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1797                                         goto this_zone_full;
1798                         }
1799                 }
1800
1801 try_this_zone:
1802                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1803                                                 gfp_mask, migratetype);
1804                 if (page)
1805                         break;
1806 this_zone_full:
1807                 if (NUMA_BUILD)
1808                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1809         }
1810
1811         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1812                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1813                 zlc_active = 0;
1814                 goto zonelist_scan;
1815         }
1816         return page;
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1821  * meminfo in irq context.
1822  */
1823 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1824 {
1825         bool ret = false;
1826
1827 #if NODES_SHIFT > 8
1828         ret = in_interrupt();
1829 #endif
1830         return ret;
1831 }
1832
1833 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1834                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1835                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1836
1837 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1838 {
1839         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1840
1841         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs) ||
1842             debug_guardpage_minorder() > 0)
1843                 return;
1844
1845         /*
1846          * This documents exceptions given to allocations in certain
1847          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1848          * of allowed nodes.
1849          */
1850         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1851                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1852                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1853                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1854         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1855                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1856
1857         if (fmt) {
1858                 struct va_format vaf;
1859                 va_list args;
1860
1861                 va_start(args, fmt);
1862
1863                 vaf.fmt = fmt;
1864                 vaf.va = &args;
1865
1866                 pr_warn("%pV", &vaf);
1867
1868                 va_end(args);
1869         }
1870
1871         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1872                 current->comm, order, gfp_mask);
1873
1874         dump_stack();
1875         if (!should_suppress_show_mem())
1876                 show_mem(filter);
1877 }
1878
1879 static inline int
1880 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1881                                 unsigned long did_some_progress,
1882                                 unsigned long pages_reclaimed)
1883 {
1884         /* Do not loop if specifically requested */
1885         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1886                 return 0;
1887
1888         /* Always retry if specifically requested */
1889         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1890                 return 1;
1891
1892         /*
1893          * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can prevent reclaim
1894          * making forward progress without invoking OOM. Suspend also disables
1895          * storage devices so kswapd will not help. Bail if we are suspending.
1896          */
1897         if (!did_some_progress && pm_suspended_storage())
1898                 return 0;
1899
1900         /*
1901          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1902          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1903          * implementations.
1904          */
1905         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1906                 return 1;
1907
1908         /*
1909          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1910          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1911          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1912          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1913          * allocation still fails, we stop retrying.
1914          */
1915         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1916                 return 1;
1917
1918         return 0;
1919 }
1920
1921 static inline struct page *
1922 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1923         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1924         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1925         int migratetype)
1926 {
1927         struct page *page;
1928
1929         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1930         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1931                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1932                 return NULL;
1933         }
1934
1935         /*
1936          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1937          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1938          * we're still under heavy pressure.
1939          */
1940         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1941                 order, zonelist, high_zoneidx,
1942                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1943                 preferred_zone, migratetype);
1944         if (page)
1945                 goto out;
1946
1947         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1948                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1949                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1950                         goto out;
1951                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1952                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1953                         goto out;
1954                 /*
1955                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1956                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1957                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1958                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1959                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1960                  */
1961                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1962                         goto out;
1963         }
1964         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1965         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1966
1967 out:
1968         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1969         return page;
1970 }
1971
1972 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1973 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1974 static struct page *
1975 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1976         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1977         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1978         int migratetype, bool sync_migration,
1979         bool *deferred_compaction,
1980         unsigned long *did_some_progress)
1981 {
1982         struct page *page;
1983
1984         if (!order)
1985                 return NULL;
1986
1987         if (compaction_deferred(preferred_zone)) {
1988                 *deferred_compaction = true;
1989                 return NULL;
1990         }
1991
1992         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1993         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1994                                                 nodemask, sync_migration);
1995         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1996         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1997
1998                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1999                 drain_pages(get_cpu());
2000                 put_cpu();
2001
2002                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
2003                                 order, zonelist, high_zoneidx,
2004                                 alloc_flags, preferred_zone,
2005                                 migratetype);
2006                 if (page) {
2007                         preferred_zone->compact_considered = 0;
2008                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
2009                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
2010                         return page;
2011                 }
2012
2013                 /*
2014                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
2015                  * The most likely reason is that pages exist,
2016                  * but not enough to satisfy watermarks.
2017                  */
2018                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
2019
2020                 /*
2021                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
2022                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
2023                  */
2024                 if (sync_migration)
2025                         defer_compaction(preferred_zone);
2026
2027                 cond_resched();
2028         }
2029
2030         return NULL;
2031 }
2032 #else
2033 static inline struct page *
2034 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2035         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2036         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2037         int migratetype, bool sync_migration,
2038         bool *deferred_compaction,
2039         unsigned long *did_some_progress)
2040 {
2041         return NULL;
2042 }
2043 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2044
2045 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2046 static inline struct page *
2047 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2048         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2049         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2050         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
2051 {
2052         struct page *page = NULL;
2053         struct reclaim_state reclaim_state;
2054         bool drained = false;
2055
2056         cond_resched();
2057
2058         /* We now go into synchronous reclaim */
2059         cpuset_memory_pressure_bump();
2060         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2061         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2062         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2063         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2064
2065         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2066
2067         current->reclaim_state = NULL;
2068         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2069         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2070
2071         cond_resched();
2072
2073         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2074                 return NULL;
2075
2076         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2077         if (NUMA_BUILD)
2078                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2079
2080 retry:
2081         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2082                                         zonelist, high_zoneidx,
2083                                         alloc_flags, preferred_zone,
2084                                         migratetype);
2085
2086         /*
2087          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2088          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2089          */
2090         if (!page && !drained) {
2091                 drain_all_pages();
2092                 drained = true;
2093                 goto retry;
2094         }
2095
2096         return page;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2101  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2102  */
2103 static inline struct page *
2104 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2105         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2106         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2107         int migratetype)
2108 {
2109         struct page *page;
2110
2111         do {
2112                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2113                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2114                         preferred_zone, migratetype);
2115
2116                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2117                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2118         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2119
2120         return page;
2121 }
2122
2123 static inline
2124 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2125                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2126                                                 enum zone_type classzone_idx)
2127 {
2128         struct zoneref *z;
2129         struct zone *zone;
2130
2131         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2132                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2133 }
2134
2135 static inline int
2136 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2137 {
2138         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2139         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2140
2141         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2142         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2143
2144         /*
2145          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2146          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2147          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2148          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2149          */
2150         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2151
2152         if (!wait) {
2153                 /*
2154                  * Not worth trying to allocate harder for
2155                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2156                  */
2157                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2158                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2159                 /*
2160                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2161                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2162                  */
2163                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2164         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2165                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2166
2167         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2168                 if (!in_interrupt() &&
2169                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2170                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2171                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2172         }
2173
2174         return alloc_flags;
2175 }
2176
2177 static inline struct page *
2178 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2179         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2180         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2181         int migratetype)
2182 {
2183         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2184         struct page *page = NULL;
2185         int alloc_flags;
2186         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2187         unsigned long did_some_progress;
2188         bool sync_migration = false;
2189         bool deferred_compaction = false;
2190
2191         /*
2192          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2193          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2194          * be using allocators in order of preference for an area that is
2195          * too large.
2196          */
2197         if (order >= MAX_ORDER) {
2198                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2199                 return NULL;
2200         }
2201
2202         /*
2203          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2204          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2205          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2206          * using a larger set of nodes after it has established that the
2207          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2208          * over allocated.
2209          */
2210         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2211                 goto nopage;
2212
2213 restart:
2214         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2215                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2216                                                 zone_idx(preferred_zone));
2217
2218         /*
2219          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2220          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2221          * to how we want to proceed.
2222          */
2223         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2224
2225         /*
2226          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2227          * cpusets.
2228          */
2229         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2230                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2231                                         &preferred_zone);
2232
2233 rebalance:
2234         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2235         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2236                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2237                         preferred_zone, migratetype);
2238         if (page)
2239                 goto got_pg;
2240
2241         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2242         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2243                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2244                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2245                                 preferred_zone, migratetype);
2246                 if (page)
2247                         goto got_pg;
2248         }
2249
2250         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2251         if (!wait)
2252                 goto nopage;
2253
2254         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2255         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2256                 goto nopage;
2257
2258         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2259         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2260                 goto nopage;
2261
2262         /*
2263          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2264          * attempts after direct reclaim are synchronous
2265          */
2266         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2267                                         zonelist, high_zoneidx,
2268                                         nodemask,
2269                                         alloc_flags, preferred_zone,
2270                                         migratetype, sync_migration,
2271                                         &deferred_compaction,
2272                                         &did_some_progress);
2273         if (page)
2274                 goto got_pg;
2275         sync_migration = true;
2276
2277         /*
2278          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2279          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2280          * has requested the system not be heavily disrupted, fail the
2281          * allocation now instead of entering direct reclaim
2282          */
2283         if (deferred_compaction && (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2284                 goto nopage;
2285
2286         /* Try direct reclaim and then allocating */
2287         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2288                                         zonelist, high_zoneidx,
2289                                         nodemask,
2290                                         alloc_flags, preferred_zone,
2291                                         migratetype, &did_some_progress);
2292         if (page)
2293                 goto got_pg;
2294
2295         /*
2296          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2297          * running out of options and have to consider going OOM
2298          */
2299         if (!did_some_progress) {
2300                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2301                         if (oom_killer_disabled)
2302                                 goto nopage;
2303                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2304                                         zonelist, high_zoneidx,
2305                                         nodemask, preferred_zone,
2306                                         migratetype);
2307                         if (page)
2308                                 goto got_pg;
2309
2310                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2311                                 /*
2312                                  * The oom killer is not called for high-order
2313                                  * allocations that may fail, so if no progress
2314                                  * is being made, there are no other options and
2315                                  * retrying is unlikely to help.
2316                                  */
2317                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2318                                         goto nopage;
2319                                 /*
2320                                  * The oom killer is not called for lowmem
2321                                  * allocations to prevent needlessly killing
2322                                  * innocent tasks.
2323                                  */
2324                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2325                                         goto nopage;
2326                         }
2327
2328                         goto restart;
2329                 }
2330         }
2331
2332         /* Check if we should retry the allocation */
2333         pages_reclaimed += did_some_progress;
2334         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, did_some_progress,
2335                                                 pages_reclaimed)) {
2336                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2337                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2338                 goto rebalance;
2339         } else {
2340                 /*
2341                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2342                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2343                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2344                  */
2345                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2346                                         zonelist, high_zoneidx,
2347                                         nodemask,
2348                                         alloc_flags, preferred_zone,
2349                                         migratetype, sync_migration,
2350                                         &deferred_compaction,
2351                                         &did_some_progress);
2352                 if (page)
2353                         goto got_pg;
2354         }
2355
2356 nopage:
2357         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2358         return page;
2359 got_pg:
2360         if (kmemcheck_enabled)
2361                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2362         return page;
2363
2364 }
2365
2366 /*
2367  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2368  */
2369 struct page *
2370 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2371                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2372 {
2373         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2374         struct zone *preferred_zone;
2375         struct page *page = NULL;
2376         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2377         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2378
2379         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2380
2381         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2382
2383         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2384
2385         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2386                 return NULL;
2387
2388         /*
2389          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2390          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2391          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2392          */
2393         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2394                 return NULL;
2395
2396 retry_cpuset:
2397         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2398
2399         /* The preferred zone is used for statistics later */
2400         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2401                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2402                                 &preferred_zone);
2403         if (!preferred_zone)
2404                 goto out;
2405
2406         /* First allocation attempt */
2407         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2408                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2409                         preferred_zone, migratetype);
2410         if (unlikely(!page))
2411                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2412                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2413                                 preferred_zone, migratetype);
2414
2415         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2416
2417 out:
2418         /*
2419          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2420          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2421          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2422          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2423          */
2424         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2425                 goto retry_cpuset;
2426
2427         return page;
2428 }
2429 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2430
2431 /*
2432  * Common helper functions.
2433  */
2434 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2435 {
2436         struct page *page;
2437
2438         /*
2439          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2440          * a highmem page
2441          */
2442         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2443
2444         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2445         if (!page)
2446                 return 0;
2447         return (unsigned long) page_address(page);
2448 }
2449 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2450
2451 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2452 {
2453         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2454 }
2455 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2456
2457 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2458 {
2459         if (put_page_testzero(page)) {
2460                 if (order == 0)
2461                         free_hot_cold_page(page, 0);
2462                 else
2463                         __free_pages_ok(page, order);
2464         }
2465 }
2466
2467 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2468
2469 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2470 {
2471         if (addr != 0) {
2472                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2473                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2474         }
2475 }
2476
2477 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2478
2479 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2480 {
2481         if (addr) {
2482                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2483                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2484
2485                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2486                 while (used < alloc_end) {
2487                         free_page(used);
2488                         used += PAGE_SIZE;
2489                 }
2490         }
2491         return (void *)addr;
2492 }
2493
2494 /**
2495  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2496  * @size: the number of bytes to allocate
2497  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2498  *
2499  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2500  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2501  * allocate memory in power-of-two pages.
2502  *
2503  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2504  *
2505  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2506  */
2507 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2508 {
2509         unsigned int order = get_order(size);
2510         unsigned long addr;
2511
2512         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2513         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2514 }
2515 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2516
2517 /**
2518  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2519  *                         pages on a node.
2520  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2521  * @size: the number of bytes to allocate
2522  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2523  *
2524  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2525  * back.
2526  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2527  * but is not exact.
2528  */
2529 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2530 {
2531         unsigned order = get_order(size);
2532         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2533         if (!p)
2534                 return NULL;
2535         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2536 }
2537 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2538
2539 /**
2540  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2541  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2542  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2543  *
2544  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2545  */
2546 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2547 {
2548         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2549         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2550
2551         while (addr < end) {
2552                 free_page(addr);
2553                 addr += PAGE_SIZE;
2554         }
2555 }
2556 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2557
2558 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2559 {
2560         struct zoneref *z;
2561         struct zone *zone;
2562
2563         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2564         unsigned int sum = 0;
2565
2566         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2567
2568         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2569                 unsigned long size = zone->present_pages;
2570                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2571                 if (size > high)
2572                         sum += size - high;
2573         }
2574
2575         return sum;
2576 }
2577
2578 /*
2579  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2580  */
2581 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2582 {
2583         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2584 }
2585 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2586
2587 /*
2588  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2589  */
2590 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2591 {
2592         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2593 }
2594
2595 static inline void show_node(struct zone *zone)
2596 {
2597         if (NUMA_BUILD)
2598                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2599 }
2600
2601 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2602 {
2603         val->totalram = totalram_pages;
2604         val->sharedram = 0;
2605         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2606         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2607         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2608         val->freehigh = nr_free_highpages();
2609         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2610 }
2611
2612 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2613
2614 #ifdef CONFIG_NUMA
2615 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2616 {
2617         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2618
2619         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2620         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2621 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2622         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2623         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2624                         NR_FREE_PAGES);
2625 #else
2626         val->totalhigh = 0;
2627         val->freehigh = 0;
2628 #endif
2629         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2630 }
2631 #endif
2632
2633 /*
2634  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2635  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2636  */
2637 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2638 {
2639         bool ret = false;
2640         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2641
2642         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2643                 goto out;
2644
2645         do {
2646                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2647                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2648         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2649 out:
2650         return ret;
2651 }
2652
2653 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2654
2655 /*
2656  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2657  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2658  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2659  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2660  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2661  */
2662 void show_free_areas(unsigned int filter)
2663 {
2664         int cpu;
2665         struct zone *zone;
2666
2667         for_each_populated_zone(zone) {
2668                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2669                         continue;
2670                 show_node(zone);
2671                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2672
2673                 for_each_online_cpu(cpu) {
2674                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2675
2676                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2677
2678                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2679                                cpu, pageset->pcp.high,
2680                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2681                 }
2682         }
2683
2684         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2685                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2686                 " unevictable:%lu"
2687                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2688                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2689                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2690                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2691                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2692                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2693                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2694                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2695                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2696                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2697                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2698                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2699                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2700                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2701                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2702                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2703                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2704                 global_page_state(NR_SHMEM),
2705                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2706                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2707
2708         for_each_populated_zone(zone) {
2709                 int i;
2710
2711                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2712                         continue;
2713                 show_node(zone);
2714                 printk("%s"
2715                         " free:%lukB"
2716                         " min:%lukB"
2717                         " low:%lukB"
2718                         " high:%lukB"
2719                         " active_anon:%lukB"
2720                         " inactive_anon:%lukB"
2721                         " active_file:%lukB"
2722                         " inactive_file:%lukB"
2723                         " unevictable:%lukB"
2724                         " isolated(anon):%lukB"
2725                         " isolated(file):%lukB"
2726                         " present:%lukB"
2727                         " mlocked:%lukB"
2728                         " dirty:%lukB"
2729                         " writeback:%lukB"
2730                         " mapped:%lukB"
2731                         " shmem:%lukB"
2732                         " slab_reclaimable:%lukB"
2733                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2734                         " kernel_stack:%lukB"
2735                         " pagetables:%lukB"
2736                         " unstable:%lukB"
2737                         " bounce:%lukB"
2738                         " writeback_tmp:%lukB"
2739                         " pages_scanned:%lu"
2740                         " all_unreclaimable? %s"
2741                         "\n",
2742                         zone->name,
2743                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2744                         K(min_wmark_pages(zone)),
2745                         K(low_wmark_pages(zone)),
2746                         K(high_wmark_pages(zone)),
2747                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2748                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2749                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2750                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2751                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2752                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2753                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2754                         K(zone->present_pages),
2755                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2756                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2757                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2758                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2759                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2760                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2761                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2762                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2763                                 THREAD_SIZE / 1024,
2764                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2765                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2766                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2767                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2768                         zone->pages_scanned,
2769                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2770                         );
2771                 printk("lowmem_reserve[]:");
2772                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2773                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2774                 printk("\n");
2775         }
2776
2777         for_each_populated_zone(zone) {
2778                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2779
2780                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2781                         continue;
2782                 show_node(zone);
2783                 printk("%s: ", zone->name);
2784
2785                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2786                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2787                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2788                         total += nr[order] << order;
2789                 }
2790                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2791                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2792                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2793                 printk("= %lukB\n", K(total));
2794         }
2795
2796         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2797
2798         show_swap_cache_info();
2799 }
2800
2801 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2802 {
2803         zoneref->zone = zone;
2804         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2805 }
2806
2807 /*
2808  * Builds allocation fallback zone lists.
2809  *
2810  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2811  */
2812 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2813                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2814 {
2815         struct zone *zone;
2816
2817         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2818         zone_type++;
2819
2820         do {
2821                 zone_type--;
2822                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2823                 if (populated_zone(zone)) {
2824                         zoneref_set_zone(zone,
2825                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2826                         check_highest_zone(zone_type);
2827                 }
2828
2829         } while (zone_type);
2830         return nr_zones;
2831 }
2832
2833
2834 /*
2835  *  zonelist_order:
2836  *  0 = automatic detection of better ordering.
2837  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2838  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2839  *
2840  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2841  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2842  */
2843 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2844 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2845 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2846
2847 /* zonelist order in the kernel.
2848  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2849  */
2850 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2851 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2852
2853
2854 #ifdef CONFIG_NUMA
2855 /* The value user specified ....changed by config */
2856 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2857 /* string for sysctl */
2858 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2859 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2860
2861 /*
2862  * interface for configure zonelist ordering.
2863  * command line option "numa_zonelist_order"
2864  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2865  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2866  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2867  */
2868
2869 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2870 {
2871         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2872                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2873         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2874                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2875         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2876                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2877         } else {
2878                 printk(KERN_WARNING
2879                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2880                         "%s\n", s);
2881                 return -EINVAL;
2882         }
2883         return 0;
2884 }
2885
2886 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2887 {
2888         int ret;
2889
2890         if (!s)
2891                 return 0;
2892
2893         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2894         if (ret == 0)
2895                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2896
2897         return ret;
2898 }
2899 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2900
2901 /*
2902  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2903  */
2904 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2905                 void __user *buffer, size_t *length,
2906                 loff_t *ppos)
2907 {
2908         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2909         int ret;
2910         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2911
2912         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2913         if (write)
2914                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2915         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2916         if (ret)
2917                 goto out;
2918         if (write) {
2919                 int oldval = user_zonelist_order;
2920                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2921                         /*
2922                          * bogus value.  restore saved string
2923                          */
2924                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2925                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2926                         user_zonelist_order = oldval;
2927                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2928                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2929                         build_all_zonelists(NULL);
2930                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2931                 }
2932         }
2933 out:
2934         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2935         return ret;
2936 }
2937
2938
2939 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2940 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2941
2942 /**
2943  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2944  * @node: node whose fallback list we're appending
2945  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2946  *
2947  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2948  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2949  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2950  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2951  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2952  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2953  * on them otherwise.
2954  * It returns -1 if no node is found.
2955  */
2956 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2957 {
2958         int n, val;
2959         int min_val = INT_MAX;
2960         int best_node = -1;
2961         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2962
2963         /* Use the local node if we haven't already */
2964         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2965                 node_set(node, *used_node_mask);
2966                 return node;
2967         }
2968
2969         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2970
2971                 /* Don't want a node to appear more than once */
2972                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2973                         continue;
2974
2975                 /* Use the distance array to find the distance */
2976                 val = node_distance(node, n);
2977
2978                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2979                 val += (n < node);
2980
2981                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2982                 tmp = cpumask_of_node(n);
2983                 if (!cpumask_empty(tmp))
2984                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2985
2986                 /* Slight preference for less loaded node */
2987                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2988                 val += node_load[n];
2989
2990                 if (val < min_val) {
2991                         min_val = val;
2992                         best_node = n;
2993                 }
2994         }
2995
2996         if (best_node >= 0)
2997                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2998
2999         return best_node;
3000 }
3001
3002
3003 /*
3004  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
3005  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
3006  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
3007  */
3008 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
3009 {
3010         int j;
3011         struct zonelist *zonelist;
3012
3013         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3014         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
3015                 ;
3016         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3017                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3018         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3019         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3020 }
3021
3022 /*
3023  * Build gfp_thisnode zonelists
3024  */
3025 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3026 {
3027         int j;
3028         struct zonelist *zonelist;
3029
3030         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
3031         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3032         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3033         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3034 }
3035
3036 /*
3037  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
3038  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
3039  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
3040  * may still exist in local DMA zone.
3041  */
3042 static int node_order[MAX_NUMNODES];
3043
3044 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
3045 {
3046         int pos, j, node;
3047         int zone_type;          /* needs to be signed */
3048         struct zone *z;
3049         struct zonelist *zonelist;
3050
3051         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3052         pos = 0;
3053         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3054                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3055                         node = node_order[j];
3056                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3057                         if (populated_zone(z)) {
3058                                 zoneref_set_zone(z,
3059                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3060                                 check_highest_zone(zone_type);
3061                         }
3062                 }
3063         }
3064         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3065         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3066 }
3067
3068 static int default_zonelist_order(void)
3069 {
3070         int nid, zone_type;
3071         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3072         struct zone *z;
3073         int average_size;
3074         /*
3075          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3076          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3077          * into OOM very easily.
3078          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3079          */
3080         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3081         low_kmem_size = 0;
3082         total_size = 0;
3083         for_each_online_node(nid) {
3084                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3085                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3086                         if (populated_zone(z)) {
3087                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3088                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3089                                 total_size += z->present_pages;
3090                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3091                                 /*
3092                                  * If any node has only lowmem, then node order
3093                                  * is preferred to allow kernel allocations
3094                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3095                                  * on other nodes when there is an abundance of
3096                                  * lowmem available to allocate from.
3097                                  */
3098                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3099                         }
3100                 }
3101         }
3102         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3103             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3104                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3105         /*
3106          * look into each node's config.
3107          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3108          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3109          */
3110         average_size = total_size /
3111                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3112         for_each_online_node(nid) {
3113                 low_kmem_size = 0;
3114                 total_size = 0;
3115                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3116                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3117                         if (populated_zone(z)) {
3118                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3119                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3120                                 total_size += z->present_pages;
3121                         }
3122                 }
3123                 if (low_kmem_size &&
3124                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3125                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3126                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3127         }
3128         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3129 }
3130
3131 static void set_zonelist_order(void)
3132 {
3133         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3134                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3135         else
3136                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3137 }
3138
3139 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3140 {
3141         int j, node, load;
3142         enum zone_type i;
3143         nodemask_t used_mask;
3144         int local_node, prev_node;
3145         struct zonelist *zonelist;
3146         int order = current_zonelist_order;
3147
3148         /* initialize zonelists */
3149         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3150                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3151                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3152                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3153         }
3154
3155         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3156         local_node = pgdat->node_id;
3157         load = nr_online_nodes;
3158         prev_node = local_node;
3159         nodes_clear(used_mask);
3160
3161         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3162         j = 0;
3163
3164         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3165                 int distance = node_distance(local_node, node);
3166
3167                 /*
3168                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3169                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3170                  */
3171                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3172                         zone_reclaim_mode = 1;
3173
3174                 /*
3175                  * We don't want to pressure a particular node.
3176                  * So adding penalty to the first node in same
3177                  * distance group to make it round-robin.
3178                  */
3179                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3180                         node_load[node] = load;
3181
3182                 prev_node = node;
3183                 load--;
3184                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3185                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3186                 else
3187                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3188         }
3189
3190         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3191                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3192                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3193         }
3194
3195         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3196 }
3197
3198 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3199 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3200 {
3201         struct zonelist *zonelist;
3202         struct zonelist_cache *zlc;
3203         struct zoneref *z;
3204
3205         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3206         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3207         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3208         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3209                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3210 }
3211
3212 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3213 /*
3214  * Return node id of node used for "local" allocations.
3215  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3216  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3217  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3218  */
3219 int local_memory_node(int node)
3220 {
3221         struct zone *zone;
3222
3223         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3224                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3225                                    NULL,
3226                                    &zone);
3227         return zone->node;
3228 }
3229 #endif
3230
3231 #else   /* CONFIG_NUMA */
3232
3233 static void set_zonelist_order(void)
3234 {
3235         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3236 }
3237
3238 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3239 {
3240         int node, local_node;
3241         enum zone_type j;
3242         struct zonelist *zonelist;
3243
3244         local_node = pgdat->node_id;
3245
3246         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3247         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3248
3249         /*
3250          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3251          * of all the other nodes.
3252          * We don't want to pressure a particular node, so when
3253          * building the zones for node N, we make sure that the
3254          * zones coming right after the local ones are those from
3255          * node N+1 (modulo N)
3256          */
3257         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3258                 if (!node_online(node))
3259                         continue;
3260                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3261                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3262         }
3263         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3264                 if (!node_online(node))
3265                         continue;
3266                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3267                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3268         }
3269
3270         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3271         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3272 }
3273
3274 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3275 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3276 {
3277         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3278 }
3279
3280 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3281
3282 /*
3283  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3284  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3285  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3286  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3287  * with interrupts disabled.
3288  *
3289  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3290  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3291  * hotplugged processors.
3292  *
3293  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3294  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3295  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3296  */
3297 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3298 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3299 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3300
3301 /*
3302  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3303  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3304  */
3305 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3306
3307 /* return values int ....just for stop_machine() */
3308 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3309 {
3310         int nid;
3311         int cpu;
3312
3313 #ifdef CONFIG_NUMA
3314         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3315 #endif
3316         for_each_online_node(nid) {
3317                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3318
3319                 build_zonelists(pgdat);
3320                 build_zonelist_cache(pgdat);
3321         }
3322
3323         /*
3324          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3325          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3326          * each zone will be allocated later when the per cpu
3327          * allocator is available.
3328          *
3329          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3330          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3331          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3332          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3333          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3334          * (a chicken-egg dilemma).
3335          */
3336         for_each_possible_cpu(cpu) {
3337                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3338
3339 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3340                 /*
3341                  * We now know the "local memory node" for each node--
3342                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3343                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3344                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3345                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3346                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3347                  */
3348                 if (cpu_online(cpu))
3349                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3350 #endif
3351         }
3352
3353         return 0;
3354 }
3355
3356 /*
3357  * Called with zonelists_mutex held always
3358  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3359  */
3360 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3361 {
3362         set_zonelist_order();
3363
3364         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3365                 __build_all_zonelists(NULL);
3366                 mminit_verify_zonelist();
3367                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3368         } else {
3369                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3370                    of zonelist */
3371 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3372                 if (data)
3373                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3374 #endif
3375                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3376                 /* cpuset refresh routine should be here */
3377         }
3378         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3379         /*
3380          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3381          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3382          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3383          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3384          * disabled and enable it later
3385          */
3386         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3387                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3388         else
3389                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3390
3391         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3392                 "Total pages: %ld\n",
3393                         nr_online_nodes,
3394                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3395                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3396                         vm_total_pages);
3397 #ifdef CONFIG_NUMA
3398         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3399 #endif
3400 }
3401
3402 /*
3403  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3404  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3405  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3406  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3407  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3408  * conservative, even though it seems large.
3409  *
3410  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3411  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3412  */
3413 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3414
3415 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3416 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3417 {
3418         unsigned long size = 1;
3419
3420         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3421
3422         while (size < pages)
3423                 size <<= 1;
3424
3425         /*
3426          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3427          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3428          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3429          */
3430         size = min(size, 4096UL);
3431
3432         return max(size, 4UL);
3433 }
3434 #else
3435 /*
3436  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3437  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3438  *
3439  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3440  *
3441  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3442  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3443  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3444  *
3445  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3446  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3447  *
3448  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3449  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3450  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3451  */
3452 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3453 {
3454         return 4096UL;
3455 }
3456 #endif
3457
3458 /*
3459  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3460  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3461  * hash function before the remainder is taken.
3462  */
3463 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3464 {
3465         return ffz(~size);
3466 }
3467
3468 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3469
3470 /*
3471  * Check if a pageblock contains reserved pages
3472  */
3473 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3474 {
3475         unsigned long pfn;
3476
3477         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3478                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3479                         return 1;
3480         }
3481         return 0;
3482 }
3483
3484 /*
3485  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3486  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3487  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3488  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3489  * blocks as reclaim kicks in
3490  */
3491 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3492 {
3493         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3494         struct page *page;
3495         unsigned long block_migratetype;
3496         int reserve;
3497
3498         /*
3499          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3500          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3501          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3502          * the block.
3503          */
3504         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3505         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3506         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3507         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3508                                                         pageblock_order;
3509
3510         /*
3511          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3512          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3513          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3514          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3515          * future allocation of hugepages at runtime.
3516          */
3517         reserve = min(2, reserve);
3518
3519         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3520                 if (!pfn_valid(pfn))
3521                         continue;
3522                 page = pfn_to_page(pfn);
3523
3524                 /* Watch out for overlapping nodes */
3525                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3526                         continue;
3527
3528                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3529
3530                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3531                 if (reserve > 0) {
3532                         /*
3533                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3534                          * them.
3535                          */
3536                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3537                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3538                                 continue;
3539
3540                         /* If this block is reserved, account for it */
3541                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3542                                 reserve--;
3543                                 continue;
3544                         }
3545
3546                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3547                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3548                                 set_pageblock_migratetype(page,
3549                                                         MIGRATE_RESERVE);
3550                                 move_freepages_block(zone, page,
3551                                                         MIGRATE_RESERVE);
3552                                 reserve--;
3553                                 continue;
3554                         }
3555                 }
3556
3557                 /*
3558                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3559                  * take it back
3560                  */
3561                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3562                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3563                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3564                 }
3565         }
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3570  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3571  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3572  */
3573 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3574                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3575 {
3576         struct page *page;
3577         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3578         unsigned long pfn;
3579         struct zone *z;
3580
3581         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3582                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3583
3584         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3585         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3586                 /*
3587                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3588                  * handed to this function.  They do not
3589                  * exist on hotplugged memory.
3590                  */
3591                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3592                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3593                                 continue;
3594                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3595                                 continue;
3596                 }
3597                 page = pfn_to_page(pfn);
3598                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3599                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3600                 init_page_count(page);
3601                 reset_page_mapcount(page);
3602                 SetPageReserved(page);
3603                 /*
3604                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3605                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3606                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3607                  * the address space during boot when many long-lived
3608                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3609                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3610                  * setup_zone_migrate_reserve()
3611                  *
3612                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3613                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3614                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3615                  * pfn out of zone.
3616                  */
3617                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3618                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3619                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3620                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3621
3622                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3623 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3624                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3625                 if (!is_highmem_idx(zone))
3626                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3627 #endif
3628         }
3629 }
3630
3631 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3632 {
3633         int order, t;
3634         for_each_migratetype_order(order, t) {
3635                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3636                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3637         }
3638 }
3639
3640 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3641 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3642         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3643 #endif
3644
3645 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3646 {
3647 #ifdef CONFIG_MMU
3648         int batch;
3649
3650         /*
3651          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3652          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3653          *
3654          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3655          */
3656         batch = zone->present_pages / 1024;
3657         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3658                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3659         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3660         if (batch < 1)
3661                 batch = 1;
3662
3663         /*
3664          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3665          * of 2 value was found to be more likely to have
3666          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3667          *
3668          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3669          * batches of pages, one task can end up with a lot
3670          * of pages of one half of the possible page colors
3671          * and the other with pages of the other colors.
3672          */
3673         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3674
3675         return batch;
3676
3677 #else
3678         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3679          * conditions.
3680          *
3681          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3682          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3683          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3684          *
3685          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3686          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3687          * can be a significant delay between the individual batches being
3688          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3689          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3690          */
3691         return 0;
3692 #endif
3693 }
3694
3695 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3696 {
3697         struct per_cpu_pages *pcp;
3698         int migratetype;
3699
3700         memset(p, 0, sizeof(*p));
3701
3702         pcp = &p->pcp;
3703         pcp->count = 0;
3704         pcp->high = 6 * batch;
3705         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3706         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3707                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3708 }
3709
3710 /*
3711  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3712  * to the value high for the pageset p.
3713  */
3714
3715 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3716                                 unsigned long high)
3717 {
3718         struct per_cpu_pages *pcp;
3719
3720         pcp = &p->pcp;
3721         pcp->high = high;
3722         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3723         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3724                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3725 }
3726
3727 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3728 {
3729         int cpu;
3730
3731         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3732
3733         for_each_possible_cpu(cpu) {
3734                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3735
3736                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3737
3738                 if (percpu_pagelist_fraction)
3739                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3740                                 (zone->present_pages /
3741                                         percpu_pagelist_fraction));
3742         }
3743 }
3744
3745 /*
3746  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3747  * Before this call only boot pagesets were available.
3748  */
3749 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3750 {
3751         struct zone *zone;
3752
3753         for_each_populated_zone(zone)
3754                 setup_zone_pageset(zone);
3755 }
3756
3757 static noinline __init_refok
3758 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3759 {
3760         int i;
3761         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3762         size_t alloc_size;
3763
3764         /*
3765          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3766          * per zone.
3767          */
3768         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3769                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3770         zone->wait_table_bits =
3771                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3772         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3773                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3774
3775         if (!slab_is_available()) {
3776                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3777                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3778         } else {
3779                 /*
3780                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3781                  * via memory hot-add.
3782                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3783                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3784                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3785                  * node itself as well.
3786                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3787                  * necessary.
3788                  */
3789                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3790         }
3791         if (!zone->wait_table)
3792                 return -ENOMEM;
3793
3794         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3795                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3796
3797         return 0;
3798 }
3799
3800 static int __zone_pcp_update(void *data)
3801 {
3802         struct zone *zone = data;
3803         int cpu;
3804         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3805
3806         for_each_possible_cpu(cpu) {
3807                 struct per_cpu_pageset *pset;
3808                 struct per_cpu_pages *pcp;
3809
3810                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3811                 pcp = &pset->pcp;
3812
3813                 local_irq_save(flags);
3814                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3815                 setup_pageset(pset, batch);
3816                 local_irq_restore(flags);
3817         }
3818         return 0;
3819 }
3820
3821 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3822 {
3823         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3824 }
3825
3826 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3827 {
3828         /*
3829          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3830          * relies on the ability of the linker to provide the
3831          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3832          */
3833         zone->pageset = &boot_pageset;
3834
3835         if (zone->present_pages)
3836                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3837                         zone->name, zone->present_pages,
3838                                          zone_batchsize(zone));
3839 }
3840
3841 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3842                                         unsigned long zone_start_pfn,
3843                                         unsigned long size,
3844                                         enum memmap_context context)
3845 {
3846         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3847         int ret;
3848         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3849         if (ret)
3850                 return ret;
3851         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3852
3853         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3854
3855         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3856                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3857                         pgdat->node_id,
3858                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3859                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3860
3861         zone_init_free_lists(zone);
3862
3863         return 0;
3864 }
3865
3866 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3867 /*
3868  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3869  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3870  */
3871 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3872 {
3873         int i;
3874
3875         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3876                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3877                         return i;
3878
3879         return -1;
3880 }
3881
3882 /*
3883  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3884  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3885  */
3886 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3887 {
3888         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3889                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3890                         return index;
3891
3892         return -1;
3893 }
3894
3895 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3896 /*
3897  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3898  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3899  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3900  * alternative
3901  */
3902 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3903 {
3904         int i;
3905
3906         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3907                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3908                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3909
3910                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3911                         return early_node_map[i].nid;
3912         }
3913         /* This is a memory hole */
3914         return -1;
3915 }
3916 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3917
3918 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3919 {
3920         int nid;
3921
3922         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3923         if (nid >= 0)
3924                 return nid;
3925         /* just returns 0 */
3926         return 0;
3927 }
3928
3929 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3930 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3931 {
3932         int nid;
3933
3934         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3935         if (nid >= 0 && nid != node)
3936                 return false;
3937         return true;
3938 }
3939 #endif
3940
3941 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3942 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3943         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3944                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3945
3946 /**
3947  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3948  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3949  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3950  *
3951  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3952  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3953  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3954  */
3955 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3956                                                 unsigned long max_low_pfn)
3957 {
3958         int i;
3959
3960         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3961                 unsigned long size_pages = 0;
3962                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3963
3964                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3965                         continue;
3966
3967                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3968                         end_pfn = max_low_pfn;
3969
3970                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3971                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3972                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3973                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3974         }
3975 }
3976
3977 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3978 /*
3979  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3980  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3981  */
3982 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3983 {
3984         int i;
3985
3986         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3987                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3988                         return i;
3989
3990         return -1;
3991 }
3992
3993 /*
3994  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3995  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3996  */
3997 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3998 {
3999         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
4000                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
4001                         return index;
4002
4003         return -1;
4004 }
4005
4006 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
4007         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
4008                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
4009
4010 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
4011                                         u64 goal, u64 limit)
4012 {
4013         int i;
4014
4015         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
4016         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
4017                 u64 addr;
4018                 u64 ei_start, ei_last;
4019                 u64 final_start, final_end;
4020
4021                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
4022                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
4023                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
4024                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
4025
4026                 final_start = max(ei_start, goal);
4027                 final_end = min(ei_last, limit);
4028
4029                 if (final_start >= final_end)
4030                         continue;
4031
4032                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
4033
4034                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
4035                         continue;
4036
4037                 return addr;
4038         }
4039
4040         return MEMBLOCK_ERROR;
4041 }
4042 #endif
4043
4044 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
4045                                    int nr_range, int nid)
4046 {
4047         int i;
4048         u64 start, end;
4049
4050         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
4051         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4052                 start = early_node_map[i].start_pfn;
4053                 end = early_node_map[i].end_pfn;
4054                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
4055         }
4056         return nr_range;
4057 }
4058
4059 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
4060 {
4061         int i;
4062         int ret;
4063
4064         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4065                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
4066                               early_node_map[i].end_pfn, data);
4067                 if (ret)
4068                         break;
4069         }
4070 }
4071 /**
4072  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4073  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4074  *
4075  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4076  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4077  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4078  */
4079 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4080 {
4081         int i;
4082
4083         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4084                 memory_present(early_node_map[i].nid,
4085                                 early_node_map[i].start_pfn,
4086                                 early_node_map[i].end_pfn);
4087 }
4088
4089 /**
4090  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4091  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4092  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4093  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4094  *
4095  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4096  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4097  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4098  * PFNs will be 0.
4099  */
4100 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4101                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4102 {
4103         int i;
4104         *start_pfn = -1UL;
4105         *end_pfn = 0;
4106
4107         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4108                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4109                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4110         }
4111
4112         if (*start_pfn == -1UL)
4113                 *start_pfn = 0;
4114 }
4115
4116 /*
4117  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4118  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4119  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4120  */
4121 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4122 {
4123         int zone_index;
4124         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4125                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4126                         continue;
4127
4128                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4129                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4130                         break;
4131         }
4132
4133         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4134         movable_zone = zone_index;
4135 }
4136
4137 /*
4138  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4139  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4140  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4141  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4142  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4143  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4144  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4145  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4146  */
4147 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4148                                         unsigned long zone_type,
4149                                         unsigned long node_start_pfn,
4150                                         unsigned long node_end_pfn,
4151                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4152                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4153 {
4154         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4155         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4156                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4157                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4158                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4159                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4160                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4161
4162                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4163                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4164                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4165                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4166
4167                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4168                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4169                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4170         }
4171 }
4172
4173 /*
4174  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4175  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4176  */
4177 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4178                                         unsigned long zone_type,
4179                                         unsigned long *ignored)
4180 {
4181         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4182         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4183
4184         /* Get the start and end of the node and zone */
4185         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4186         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4187         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4188         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4189                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4190                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4191
4192         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4193         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4194                 return 0;
4195
4196         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4197         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4198         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4199
4200         /* Return the spanned pages */
4201         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4202 }
4203
4204 /*
4205  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4206  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4207  */
4208 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4209                                 unsigned long range_start_pfn,
4210                                 unsigned long range_end_pfn)
4211 {
4212         int i = 0;
4213         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4214         unsigned long start_pfn;
4215
4216         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4217         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4218         if (i == -1)
4219                 return 0;
4220
4221         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4222
4223         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4224         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4225                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4226
4227         /* Find all holes for the zone within the node */
4228         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4229
4230                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4231                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4232                         break;
4233
4234                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4235                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4236                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4237
4238                 /* Update the hole size cound and move on */
4239                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4240                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4241                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4242                 }
4243                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4244         }
4245
4246         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4247         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4248                 hole_pages += range_end_pfn -
4249                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4250
4251         return hole_pages;
4252 }
4253
4254 /**
4255  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4256  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4257  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4258  *
4259  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4260  */
4261 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4262                                                         unsigned long end_pfn)
4263 {
4264         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4265 }
4266
4267 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4268 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4269                                         unsigned long zone_type,
4270                                         unsigned long *ignored)
4271 {
4272         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4273         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4274
4275         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4276         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4277                                                         node_start_pfn);
4278         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4279                                                         node_end_pfn);
4280
4281         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4282                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4283                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4284         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4285 }
4286
4287 #else
4288 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4289                                         unsigned long zone_type,
4290                                         unsigned long *zones_size)
4291 {
4292         return zones_size[zone_type];
4293 }
4294
4295 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4296                                                 unsigned long zone_type,
4297                                                 unsigned long *zholes_size)
4298 {
4299         if (!zholes_size)
4300                 return 0;
4301
4302         return zholes_size[zone_type];
4303 }
4304
4305 #endif
4306
4307 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4308                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4309 {
4310         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4311         enum zone_type i;
4312
4313         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4314                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4315                                                                 zones_size);
4316         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4317
4318         realtotalpages = totalpages;
4319         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4320                 realtotalpages -=
4321                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4322                                                                 zholes_size);
4323         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4324         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4325                                                         realtotalpages);
4326 }
4327
4328 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4329 /*
4330  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4331  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4332  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4333  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4334  * bytes.
4335  */
4336 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4337 {
4338         unsigned long usemapsize;
4339
4340         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4341         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4342         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4343         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4344
4345         return usemapsize / 8;
4346 }
4347
4348 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4349                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4350 {
4351         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4352         zone->pageblock_flags = NULL;
4353         if (usemapsize)
4354                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4355                                                                    usemapsize);
4356 }
4357 #else
4358 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4359                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4360 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4361
4362 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4363
4364 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4365 void __init set_pageblock_order(void)
4366 {
4367         unsigned int order;
4368
4369         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4370         if (pageblock_order)
4371                 return;
4372
4373         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4374                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4375         else
4376                 order = MAX_ORDER - 1;
4377
4378         /*
4379          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4380          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4381          * powerpc.
4382          */
4383         pageblock_order = order;
4384 }
4385 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4386
4387 /*
4388  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4389  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4390  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4391  * the kernel config
4392  */
4393 void __init set_pageblock_order(void)
4394 {
4395 }
4396
4397 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4398
4399 /*
4400  * Set up the zone data structures:
4401  *   - mark all pages reserved
4402  *   - mark all memory queues empty
4403  *   - clear the memory bitmaps
4404  */
4405 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4406                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4407 {
4408         enum zone_type j;
4409         int nid = pgdat->node_id;
4410         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4411         int ret;
4412
4413         pgdat_resize_init(pgdat);
4414         pgdat->nr_zones = 0;
4415         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4416         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4417         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4418         
4419         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4420                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4421                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4422                 enum lru_list l;
4423
4424                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4425                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4426                                                                 zholes_size);
4427
4428                 /*
4429                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4430                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4431                  * and per-cpu initialisations
4432                  */
4433                 memmap_pages =
4434                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4435                 if (realsize >= memmap_pages) {
4436                         realsize -= memmap_pages;
4437                         if (memmap_pages)
4438                                 printk(KERN_DEBUG
4439                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4440                                        zone_names[j], memmap_pages);
4441                 } else
4442                         printk(KERN_WARNING
4443                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4444                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4445
4446                 /* Account for reserved pages */
4447                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4448                         realsize -= dma_reserve;
4449                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4450                                         zone_names[0], dma_reserve);
4451                 }
4452
4453                 if (!is_highmem_idx(j))
4454                         nr_kernel_pages += realsize;
4455                 nr_all_pages += realsize;
4456
4457                 zone->spanned_pages = size;
4458                 zone->present_pages = realsize;
4459 #ifdef CONFIG_NUMA
4460                 zone->node = nid;
4461                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4462                                                 / 100;
4463                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4464 #endif
4465                 zone->name = zone_names[j];
4466                 spin_lock_init(&zone->lock);
4467                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4468                 zone_seqlock_init(zone);
4469                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4470
4471                 zone_pcp_init(zone);
4472                 for_each_lru(l)
4473                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4474                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4475                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4476                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4477                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4478                 zap_zone_vm_stats(zone);
4479                 zone->flags = 0;
4480                 if (!size)
4481                         continue;
4482
4483                 set_pageblock_order();
4484                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4485                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4486                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4487                 BUG_ON(ret);
4488                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4489                 zone_start_pfn += size;
4490         }
4491 }
4492
4493 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4494 {
4495         /* Skip empty nodes */
4496         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4497                 return;
4498
4499 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4500         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4501         if (!pgdat->node_mem_map) {
4502                 unsigned long size, start, end;
4503                 struct page *map;
4504
4505                 /*
4506                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4507                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4508                  * for the buddy allocator to function correctly.
4509                  */
4510                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4511                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4512                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4513                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4514                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4515                 if (!map)
4516                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4517                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4518         }
4519 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4520         /*
4521          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4522          */
4523         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4524                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4525 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4526                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4527                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4528 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4529         }
4530 #endif
4531 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4532 }
4533
4534 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4535                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4536 {
4537         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4538
4539         pgdat->node_id = nid;
4540         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4541         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4542
4543         alloc_node_mem_map(pgdat);
4544 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4545         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4546                 nid, (unsigned long)pgdat,
4547                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4548 #endif
4549
4550         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4551 }
4552
4553 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4554
4555 #if MAX_NUMNODES > 1
4556 /*
4557  * Figure out the number of possible node ids.
4558  */
4559 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4560 {
4561         unsigned int node;
4562         unsigned int highest = 0;
4563
4564         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4565                 highest = node;
4566         nr_node_ids = highest + 1;
4567 }
4568 #else
4569 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4570 {
4571 }
4572 #endif
4573
4574 /**
4575  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4576  * @nid: The node ID the range resides on
4577  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4578  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4579  *
4580  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4581  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4582  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4583  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4584  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4585  */
4586 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4587                                                 unsigned long end_pfn)
4588 {
4589         int i;
4590
4591         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4592                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4593                         "%d entries of %d used\n",
4594                         nid, start_pfn, end_pfn,
4595                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4596
4597         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4598
4599         /* Merge with existing active regions if possible */
4600         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4601                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4602                         continue;
4603
4604                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4605                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4606                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4607                         return;
4608
4609                 /* Merge forward if suitable */
4610                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4611                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4612                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4613                         return;
4614                 }
4615
4616                 /* Merge backward if suitable */
4617                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4618                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4619                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4620                         return;
4621                 }
4622         }
4623
4624         /* Check that early_node_map is large enough */
4625         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4626                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4627                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4628                 return;
4629         }
4630
4631         early_node_map[i].nid = nid;
4632         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4633         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4634         nr_nodemap_entries = i + 1;
4635 }
4636
4637 /**
4638  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4639  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4640  * @start_pfn: The new PFN of the range
4641  * @end_pfn: The new PFN of the range
4642  *
4643  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4644  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4645  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4646  * range.
4647  */
4648 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4649                                 unsigned long end_pfn)
4650 {
4651         int i, j;
4652         int removed = 0;
4653
4654         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4655                           nid, start_pfn, end_pfn);
4656
4657         /* Find the old active region end and shrink */
4658         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4659                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4660                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4661                         /* clear it */
4662                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4663                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4664                         removed = 1;
4665                         continue;
4666                 }
4667                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4668                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4669                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4670                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4671                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4672                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4673                         continue;
4674                 }
4675                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4676                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4677                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4678                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4679                         continue;
4680                 }
4681         }
4682
4683         if (!removed)
4684                 return;
4685
4686         /* remove the blank ones */
4687         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4688                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4689                         continue;
4690                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4691                         continue;
4692                 /* we found it, get rid of it */
4693                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4694                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4695                                 sizeof(early_node_map[j]));
4696                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4697                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4698                 nr_nodemap_entries--;
4699         }
4700 }
4701
4702 /**
4703  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4704  *
4705  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4706  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4707  * all currently registered regions.
4708  */
4709 void __init remove_all_active_ranges(void)
4710 {
4711         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4712         nr_nodemap_entries = 0;
4713 }
4714
4715 /* Compare two active node_active_regions */
4716 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4717 {
4718         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4719         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4720
4721         /* Done this way to avoid overflows */
4722         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4723                 return 1;
4724         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4725                 return -1;
4726
4727         return 0;
4728 }
4729
4730 /* sort the node_map by start_pfn */
4731 void __init sort_node_map(void)
4732 {
4733         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4734                         sizeof(struct node_active_region),
4735                         cmp_node_active_region, NULL);
4736 }
4737
4738 /**
4739  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4740  *
4741  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4742  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4743  * all the nodes.
4744  *
4745  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4746  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4747  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4748  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4749  *
4750  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4751  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4752  * populated node map.
4753  *
4754  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4755  * requirement (single node).
4756  */
4757 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4758 {
4759         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4760         int last_nid = -1;
4761         int i;
4762
4763         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4764                 int nid = early_node_map[i].nid;
4765                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4766                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4767                 unsigned long mask;
4768
4769                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4770                         last_nid = nid;
4771                         last_end = end;
4772                         continue;
4773                 }
4774
4775                 /*
4776                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4777                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4778                  * too coarse to separate the current node from the last.
4779                  */
4780                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4781                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4782                         mask <<= 1;
4783
4784                 /* accumulate all internode masks */
4785                 accl_mask |= mask;
4786         }
4787
4788         /* convert mask to number of pages */
4789         return ~accl_mask + 1;
4790 }
4791
4792 /* Find the lowest pfn for a node */
4793 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4794 {
4795         int i;
4796         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4797
4798         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4799         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4800                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4801
4802         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4803                 printk(KERN_WARNING
4804                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4805                 return 0;
4806         }
4807
4808         return min_pfn;
4809 }
4810
4811 /**
4812  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4813  *
4814  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4815  * add_active_range().
4816  */
4817 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4818 {
4819         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4820 }
4821
4822 /*
4823  * early_calculate_totalpages()
4824  * Sum pages in active regions for movable zone.
4825  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4826  */
4827 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4828 {
4829         int i;
4830         unsigned long totalpages = 0;
4831
4832         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4833                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4834                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4835                 totalpages += pages;
4836                 if (pages)
4837                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4838         }
4839         return totalpages;
4840 }
4841
4842 /*
4843  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4844  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4845  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4846  * others
4847  */
4848 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4849 {
4850         int i, nid;
4851         unsigned long usable_startpfn;
4852         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4853         /* save the state before borrow the nodemask */
4854         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4855         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4856         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4857
4858         /*
4859          * If movablecore was specified, calculate what size of
4860          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4861          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4862          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4863          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4864          * what movablecore would have allowed.
4865          */
4866         if (required_movablecore) {
4867                 unsigned long corepages;
4868
4869                 /*
4870                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4871                  * was requested by the user
4872                  */
4873                 required_movablecore =
4874                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4875                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4876
4877                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4878         }
4879
4880         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4881         if (!required_kernelcore)
4882                 goto out;
4883
4884         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4885         find_usable_zone_for_movable();
4886         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4887
4888 restart:
4889         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4890         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4891         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4892                 /*
4893                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4894                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4895                  * amount of memory for the kernel
4896                  */
4897                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4898                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4899
4900                 /*
4901                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4902                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4903                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4904                  */
4905                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4906
4907                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4908                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4909                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4910                         unsigned long size_pages;
4911
4912                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4913                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4914                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4915                         if (start_pfn >= end_pfn)
4916                                 continue;
4917
4918                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4919                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4920                                 unsigned long kernel_pages;
4921                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4922                                                                 - start_pfn;
4923
4924                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4925                                                         kernelcore_remaining);
4926                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4927                                                         required_kernelcore);
4928
4929                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4930                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4931
4932                                         /*
4933                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4934                                          * that if we have to rebalance
4935                                          * kernelcore across nodes, we will
4936                                          * not double account here
4937                                          */
4938                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4939                                         continue;
4940                                 }
4941                                 start_pfn = usable_startpfn;
4942                         }
4943
4944                         /*
4945                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4946                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4947                          * number of pages used as kernelcore
4948                          */
4949                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4950                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4951                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4952                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4953
4954                         /*
4955                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4956                          * break if the kernelcore for this node has been
4957                          * satisified
4958                          */
4959                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4960                                                                 size_pages);
4961                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4962                         if (!kernelcore_remaining)
4963                                 break;
4964                 }
4965         }
4966
4967         /*
4968          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4969          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4970          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4971          * satisified
4972          */
4973         usable_nodes--;
4974         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4975                 goto restart;
4976
4977         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4978         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4979                 zone_movable_pfn[nid] =
4980                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4981
4982 out:
4983         /* restore the node_state */
4984         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4985 }
4986
4987 /* Any regular memory on that node ? */
4988 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4989 {
4990 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4991         enum zone_type zone_type;
4992
4993         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4994                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4995                 if (zone->present_pages)
4996                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4997         }
4998 #endif
4999 }
5000
5001 /**
5002  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5003  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5004  *
5005  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5006  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
5007  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5008  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5009  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5010  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5011  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5012  * at arch_max_dma_pfn.
5013  */
5014 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5015 {
5016         unsigned long nid;
5017         int i;
5018
5019         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
5020         sort_node_map();
5021
5022         /* Record where the zone boundaries are */
5023         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5024                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5025         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5026                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5027         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5028         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5029         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5030                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5031                         continue;
5032                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5033                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5034                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5035                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5036         }
5037         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5038         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5039
5040         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5041         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5042         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
5043
5044         /* Print out the zone ranges */
5045         printk("Zone PFN ranges:\n");
5046         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5047                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5048                         continue;
5049                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
5050                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5051                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5052                         printk("empty\n");
5053                 else
5054                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
5055                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
5056                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
5057         }
5058
5059         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5060         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
5061         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5062                 if (zone_movable_pfn[i])
5063                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
5064         }
5065
5066         /* Print out the early_node_map[] */
5067         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
5068         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
5069                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
5070                                                 early_node_map[i].start_pfn,
5071                                                 early_node_map[i].end_pfn);
5072
5073         /* Initialise every node */
5074         mminit_verify_pageflags_layout();
5075         setup_nr_node_ids();
5076         for_each_online_node(nid) {
5077                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5078                 free_area_init_node(nid, NULL,
5079                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5080
5081                 /* Any memory on that node */
5082                 if (pgdat->node_present_pages)
5083                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5084                 check_for_regular_memory(pgdat);
5085         }
5086 }
5087
5088 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5089 {
5090         unsigned long long coremem;
5091         if (!p)
5092                 return -EINVAL;
5093
5094         coremem = memparse(p, &p);
5095         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5096
5097         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5098         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5099
5100         return 0;
5101 }
5102
5103 /*
5104  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5105  * cannot be reclaimed or migrated.
5106  */
5107 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5108 {
5109         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5110 }
5111
5112 /*
5113  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5114  * can be reclaimed or migrated.
5115  */
5116 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5117 {
5118         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5119 }
5120
5121 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5122 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5123
5124 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5125
5126 /**
5127  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5128  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5129  *
5130  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5131  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5132  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5133  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5134  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5135  * smaller per-cpu batchsize.
5136  */
5137 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5138 {
5139         dma_reserve = new_dma_reserve;
5140 }
5141
5142 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5143 {
5144         free_area_init_node(0, zones_size,
5145                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5146 }
5147
5148 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5149                                  unsigned long action, void *hcpu)
5150 {
5151         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5152
5153         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5154                 drain_pages(cpu);
5155
5156                 /*
5157                  * Spill the event counters of the dead processor
5158                  * into the current processors event counters.
5159                  * This artificially elevates the count of the current
5160                  * processor.
5161                  */
5162                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5163
5164                 /*
5165                  * Zero the differential counters of the dead processor
5166                  * so that the vm statistics are consistent.
5167                  *
5168                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5169                  * race with what we are doing.
5170                  */
5171                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5172         }
5173         return NOTIFY_OK;
5174 }
5175
5176 void __init page_alloc_init(void)
5177 {
5178         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5179 }
5180
5181 /*
5182  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5183  *      or min_free_kbytes changes.
5184  */
5185 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5186 {
5187         struct pglist_data *pgdat;
5188         unsigned long reserve_pages = 0;
5189         enum zone_type i, j;
5190
5191         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5192                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5193                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5194                         unsigned long max = 0;
5195
5196                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5197                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5198                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5199                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5200                         }
5201
5202                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5203                         max += high_wmark_pages(zone);
5204
5205                         if (max > zone->present_pages)
5206                                 max = zone->present_pages;
5207                         reserve_pages += max;
5208                 }
5209         }
5210         totalreserve_pages = reserve_pages;
5211 }
5212
5213 /*
5214  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5215  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5216  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5217  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5218  */
5219 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5220 {
5221         struct pglist_data *pgdat;
5222         enum zone_type j, idx;
5223
5224         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5225                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5226                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5227                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5228
5229                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5230
5231                         idx = j;
5232                         while (idx) {
5233                                 struct zone *lower_zone;
5234
5235                                 idx--;
5236
5237                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5238                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5239
5240                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5241                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5242                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5243                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5244                         }
5245                 }
5246         }
5247
5248         /* update totalreserve_pages */
5249         calculate_totalreserve_pages();
5250 }
5251
5252 /**
5253  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5254  * or when memory is hot-{added|removed}
5255  *
5256  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5257  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5258  */
5259 void setup_per_zone_wmarks(void)
5260 {
5261         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5262         unsigned long lowmem_pages = 0;
5263         struct zone *zone;
5264         unsigned long flags;
5265
5266         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5267         for_each_zone(zone) {
5268                 if (!is_highmem(zone))
5269                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5270         }
5271
5272         for_each_zone(zone) {
5273                 u64 tmp;
5274
5275                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5276                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5277                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5278                 if (is_highmem(zone)) {
5279                         /*
5280                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5281                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5282                          * value here.
5283                          *
5284                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5285                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5286                          * not be capped for highmem.
5287                          */
5288                         int min_pages;
5289
5290                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5291                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5292                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5293                         if (min_pages > 128)
5294                                 min_pages = 128;
5295                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5296                 } else {
5297                         /*
5298                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5299                          * proportionate to the zone's size.
5300                          */
5301                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5302                 }
5303
5304                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5305                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5306                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5307                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5308         }
5309
5310         /* update totalreserve_pages */
5311         calculate_totalreserve_pages();
5312 }
5313
5314 /*
5315  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5316  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5317  * to be referenced again before it is swapped out.
5318  *
5319  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5320  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5321  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5322  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5323  *
5324  * total     target    max
5325  * memory    ratio     inactive anon
5326  * -------------------------------------
5327  *   10MB       1         5MB
5328  *  100MB       1        50MB
5329  *    1GB       3       250MB
5330  *   10GB      10       0.9GB
5331  *  100GB      31         3GB
5332  *    1TB     101        10GB
5333  *   10TB     320        32GB
5334  */
5335 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5336 {
5337         unsigned int gb, ratio;
5338
5339         /* Zone size in gigabytes */
5340         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5341         if (gb)
5342                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5343         else
5344                 ratio = 1;
5345
5346         zone->inactive_ratio = ratio;
5347 }
5348
5349 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5350 {
5351         struct zone *zone;
5352
5353         for_each_zone(zone)
5354                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5355 }
5356
5357 /*
5358  * Initialise min_free_kbytes.
5359  *
5360  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5361  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5362  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5363  *
5364  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5365  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5366  *
5367  * which yields
5368  *
5369  * 16MB:        512k
5370  * 32MB:        724k
5371  * 64MB:        1024k
5372  * 128MB:       1448k
5373  * 256MB:       2048k
5374  * 512MB:       2896k
5375  * 1024MB:      4096k
5376  * 2048MB:      5792k
5377  * 4096MB:      8192k
5378  * 8192MB:      11584k
5379  * 16384MB:     16384k
5380  */
5381 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5382 {
5383         unsigned long lowmem_kbytes;
5384
5385         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5386
5387         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5388         if (min_free_kbytes < 128)
5389                 min_free_kbytes = 128;
5390         if (min_free_kbytes > 65536)
5391                 min_free_kbytes = 65536;
5392         setup_per_zone_wmarks();
5393         refresh_zone_stat_thresholds();
5394         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5395         setup_per_zone_inactive_ratio();
5396         return 0;
5397 }
5398 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5399
5400 /*
5401  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5402  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5403  *      changes.
5404  */
5405 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5406         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5407 {
5408         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5409         if (write)
5410                 setup_per_zone_wmarks();
5411         return 0;
5412 }
5413
5414 #ifdef CONFIG_NUMA
5415 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5416         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5417 {
5418         struct zone *zone;
5419         int rc;
5420
5421         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5422         if (rc)
5423                 return rc;
5424
5425         for_each_zone(zone)
5426                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5427                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5428         return 0;
5429 }
5430
5431 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5432         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5433 {
5434         struct zone *zone;
5435         int rc;
5436
5437         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5438         if (rc)
5439                 return rc;
5440
5441         for_each_zone(zone)
5442                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5443                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5444         return 0;
5445 }
5446 #endif
5447
5448 /*
5449  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5450  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5451  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5452  *
5453  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5454  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5455  * if in function of the boot time zone sizes.
5456  */
5457 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5458         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5459 {
5460         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5461         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5462         return 0;
5463 }
5464
5465 /*
5466  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5467  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5468  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5469  */
5470
5471 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5472         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5473 {
5474         struct zone *zone;
5475         unsigned int cpu;
5476         int ret;
5477
5478         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5479         if (!write || (ret == -EINVAL))
5480                 return ret;
5481         for_each_populated_zone(zone) {
5482                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5483                         unsigned long  high;
5484                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5485                         setup_pagelist_highmark(
5486                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5487                 }
5488         }
5489         return 0;
5490 }
5491
5492 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5493
5494 #ifdef CONFIG_NUMA
5495 static int __init set_hashdist(char *str)
5496 {
5497         if (!str)
5498                 return 0;
5499         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5500         return 1;
5501 }
5502 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5503 #endif
5504
5505 /*
5506  * allocate a large system hash table from bootmem
5507  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5508  *   quantity of entries
5509  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5510  */
5511 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5512                                      unsigned long bucketsize,
5513                                      unsigned long numentries,
5514                                      int scale,
5515                                      int flags,
5516                                      unsigned int *_hash_shift,
5517                                      unsigned int *_hash_mask,
5518                                      unsigned long limit)
5519 {
5520         unsigned long long max = limit;
5521         unsigned long log2qty, size;
5522         void *table = NULL;
5523
5524         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5525         if (!numentries) {
5526                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5527                 numentries = nr_kernel_pages;
5528                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5529                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5530                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5531
5532                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5533                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5534                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5535                 else
5536                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5537
5538                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5539                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5540                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5541                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5542                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5543                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5544                                 BUG_ON(!numentries);
5545                         }
5546                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5547                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5548         }
5549         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5550
5551         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5552         if (max == 0) {
5553                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5554                 do_div(max, bucketsize);
5555         }
5556
5557         if (numentries > max)
5558                 numentries = max;
5559
5560         log2qty = ilog2(numentries);
5561
5562         do {
5563                 size = bucketsize << log2qty;
5564                 if (flags & HASH_EARLY)
5565                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5566                 else if (hashdist)
5567                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5568                 else {
5569                         /*
5570                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5571                          * some pages at the end of hash table which
5572                          * alloc_pages_exact() automatically does
5573                          */
5574                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5575                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5576                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5577                         }
5578                 }
5579         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5580
5581         if (!table)
5582                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5583
5584         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5585                tablename,
5586                (1UL << log2qty),
5587                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5588                size);
5589
5590         if (_hash_shift)
5591                 *_hash_shift = log2qty;
5592         if (_hash_mask)
5593                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5594
5595         return table;
5596 }
5597
5598 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5599 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5600                                                         unsigned long pfn)
5601 {
5602 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5603         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5604 #else
5605         return zone->pageblock_flags;
5606 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5607 }
5608
5609 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5610 {
5611 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5612         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5613         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5614 #else
5615         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5616         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5617 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5618 }
5619
5620 /**
5621  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5622  * @page: The page within the block of interest
5623  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5624  * @end_bitidx: The last bit of interest
5625  * returns pageblock_bits flags
5626  */
5627 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5628                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5629 {
5630         struct zone *zone;
5631         unsigned long *bitmap;
5632         unsigned long pfn, bitidx;
5633         unsigned long flags = 0;
5634         unsigned long value = 1;
5635
5636         zone = page_zone(page);
5637         pfn = page_to_pfn(page);
5638         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5639         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5640
5641         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5642                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5643                         flags |= value;
5644
5645         return flags;
5646 }
5647
5648 /**
5649  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5650  * @page: The page within the block of interest
5651  * @start_bitidx: The first bit of interest
5652  * @end_bitidx: The last bit of interest
5653  * @flags: The flags to set
5654  */
5655 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5656                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5657 {
5658         struct zone *zone;
5659         unsigned long *bitmap;
5660         unsigned long pfn, bitidx;
5661         unsigned long value = 1;
5662
5663         zone = page_zone(page);
5664         pfn = page_to_pfn(page);
5665         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5666         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5667         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5668         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5669
5670         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5671                 if (flags & value)
5672                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5673                 else
5674                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5675 }
5676
5677 /*
5678  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5679  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5680  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5681  */
5682
5683 static int
5684 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5685 {
5686         unsigned long pfn, iter, found;
5687         /*
5688          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5689          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5690          */
5691         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5692                 return true;
5693
5694         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5695                 return true;
5696
5697         pfn = page_to_pfn(page);
5698         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5699                 unsigned long check = pfn + iter;
5700
5701                 if (!pfn_valid_within(check))
5702                         continue;
5703
5704                 page = pfn_to_page(check);
5705                 if (!page_count(page)) {
5706                         if (PageBuddy(page))
5707                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5708                         continue;
5709                 }
5710                 if (!PageLRU(page))
5711                         found++;
5712                 /*
5713                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5714                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5715                  * and it still to be fixed.
5716                  */
5717                 /*
5718                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5719                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5720                  *
5721                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5722                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5723                  * page at boot.
5724                  */
5725                 if (found > count)
5726                         return false;
5727         }
5728         return true;
5729 }
5730
5731 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5732 {
5733         struct zone *zone = page_zone(page);
5734         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5735
5736         /*
5737          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5738          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5739          * the zone but still within the section.
5740          */
5741         if (!zone || zone->zone_start_pfn > pfn ||
5742                         zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages <= pfn)
5743                 return false;
5744
5745         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5746 }
5747
5748 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5749 {
5750         struct zone *zone;
5751         unsigned long flags, pfn;
5752         struct memory_isolate_notify arg;
5753         int notifier_ret;
5754         int ret = -EBUSY;
5755
5756         zone = page_zone(page);
5757
5758         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5759
5760         pfn = page_to_pfn(page);
5761         arg.start_pfn = pfn;
5762         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5763         arg.pages_found = 0;
5764
5765         /*
5766          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5767          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5768          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5769          * number of pages in a range that are held by the balloon
5770          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5771          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5772          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5773          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5774          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5775          */
5776         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5777         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5778         if (notifier_ret)
5779                 goto out;
5780         /*
5781          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5782          * We just check MOVABLE pages.
5783          */
5784         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5785                 ret = 0;
5786
5787         /*
5788          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5789          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5790          */
5791
5792 out:
5793         if (!ret) {
5794                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5795                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5796         }
5797
5798         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5799         if (!ret)
5800                 drain_all_pages();
5801         return ret;
5802 }
5803
5804 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5805 {
5806         struct zone *zone;
5807         unsigned long flags;
5808         zone = page_zone(page);
5809         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5810         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5811                 goto out;
5812         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5813         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5814 out:
5815         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5816 }
5817
5818 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5819 /*
5820  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5821  */
5822 void
5823 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5824 {
5825         struct page *page;
5826         struct zone *zone;
5827         int order, i;
5828         unsigned long pfn;
5829         unsigned long flags;
5830         /* find the first valid pfn */
5831         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5832                 if (pfn_valid(pfn))
5833                         break;
5834         if (pfn == end_pfn)
5835                 return;
5836         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5837         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5838         pfn = start_pfn;
5839         while (pfn < end_pfn) {
5840                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5841                         pfn++;
5842                         continue;
5843                 }
5844                 page = pfn_to_page(pfn);
5845                 BUG_ON(page_count(page));
5846                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5847                 order = page_order(page);
5848 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5849                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5850                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5851 #endif
5852                 list_del(&page->lru);
5853                 rmv_page_order(page);
5854                 zone->free_area[order].nr_free--;
5855                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5856                                       - (1UL << order));
5857                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5858                         SetPageReserved((page+i));
5859                 pfn += (1 << order);
5860         }
5861         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5862 }
5863 #endif
5864
5865 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5866 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5867 {
5868         struct zone *zone = page_zone(page);
5869         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5870         unsigned long flags;
5871         int order;
5872
5873         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5874         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5875                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5876
5877                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5878                         break;
5879         }
5880         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5881
5882         return order < MAX_ORDER;
5883 }
5884 #endif
5885
5886 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5887         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5888         {1UL << PG_error,               "error"         },
5889         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5890         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5891         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5892         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5893         {1UL << PG_active,              "active"        },
5894         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5895         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5896         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5897         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5898         {1UL << PG_private,             "private"       },
5899         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5900         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5901 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5902         {1UL << PG_head,                "head"          },
5903         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5904 #else
5905         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5906 #endif
5907         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5908         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5909         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5910         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5911         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5912 #ifdef CONFIG_MMU
5913         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5914 #endif
5915 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5916         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5917 #endif
5918 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5919         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5920 #endif
5921         {-1UL,                          NULL            },
5922 };
5923
5924 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5925 {
5926         const char *delim = "";
5927         unsigned long mask;
5928         int i;
5929
5930         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5931
5932         /* remove zone id */
5933         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5934
5935         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5936
5937                 mask = pageflag_names[i].mask;
5938                 if ((flags & mask) != mask)
5939                         continue;
5940
5941                 flags &= ~mask;
5942                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5943                 delim = "|";
5944         }
5945
5946         /* check for left over flags */
5947         if (flags)
5948                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5949
5950         printk(")\n");
5951 }
5952
5953 void dump_page(struct page *page)
5954 {
5955         printk(KERN_ALERT
5956                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5957                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5958                 page->mapping, page->index);
5959         dump_page_flags(page->flags);
5960         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5961 }