Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/bart/ide-2.6
[linux-2.6] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
227                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
228                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
229                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
230                 page_mapcount(page), page_count(page));
231
232         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
233                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
234         dump_stack();
235         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
236         set_page_count(page, 0);
237         reset_page_mapcount(page);
238         page->mapping = NULL;
239         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
240 }
241
242 /*
243  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
244  *
245  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
246  *
247  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
248  *
249  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
250  * the head page (even the head page has this).
251  *
252  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
253  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
254  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
255  */
256
257 static void free_compound_page(struct page *page)
258 {
259         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
260 }
261
262 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
263 {
264         int i;
265         int nr_pages = 1 << order;
266         struct page *p = page + 1;
267
268         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
269         set_compound_order(page, order);
270         __SetPageHead(page);
271         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
272                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
273                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
274                 __SetPageTail(p);
275                 p->first_page = page;
276         }
277 }
278
279 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
280 {
281         int i;
282         int nr_pages = 1 << order;
283         struct page *p = page + 1;
284
285         if (unlikely(compound_order(page) != order))
286                 bad_page(page);
287
288         if (unlikely(!PageHead(page)))
289                         bad_page(page);
290         __ClearPageHead(page);
291         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p++) {
292                 if (unlikely((i & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0))
293                         p = pfn_to_page(page_to_pfn(page) + i);
294
295                 if (unlikely(!PageTail(p) |
296                                 (p->first_page != page)))
297                         bad_page(page);
298                 __ClearPageTail(p);
299         }
300 }
301
302 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
303 {
304         int i;
305
306         /*
307          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
308          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
309          */
310         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
311         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
312                 clear_highpage(page + i);
313 }
314
315 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
316 {
317         set_page_private(page, order);
318         __SetPageBuddy(page);
319 }
320
321 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
322 {
323         __ClearPageBuddy(page);
324         set_page_private(page, 0);
325 }
326
327 /*
328  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
329  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
330  *
331  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
332  * the following equation:
333  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
334  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
335  * 1 buddy is #10:
336  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
337  *
338  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
339  * satisfies the following equation:
340  *     P = B & ~(1 << O)
341  *
342  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
343  */
344 static inline struct page *
345 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
346 {
347         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
348
349         return page + (buddy_idx - page_idx);
350 }
351
352 static inline unsigned long
353 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
354 {
355         return (page_idx & ~(1 << order));
356 }
357
358 /*
359  * This function checks whether a page is free && is the buddy
360  * we can do coalesce a page and its buddy if
361  * (a) the buddy is not in a hole &&
362  * (b) the buddy is in the buddy system &&
363  * (c) a page and its buddy have the same order &&
364  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
365  *
366  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
367  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
368  *
369  * For recording page's order, we use page_private(page).
370  */
371 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
372                                                                 int order)
373 {
374         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
375                 return 0;
376
377         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
378                 return 0;
379
380         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
381                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
382                 return 1;
383         }
384         return 0;
385 }
386
387 /*
388  * Freeing function for a buddy system allocator.
389  *
390  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
391  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
392  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
393  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
394  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
395  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
396  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
397  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
398  * parts of the VM system.
399  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
400  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
401  * order is recorded in page_private(page) field.
402  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
403  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
404  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
405  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
406  * triggers coalescing into a block of larger size.            
407  *
408  * -- wli
409  */
410
411 static inline void __free_one_page(struct page *page,
412                 struct zone *zone, unsigned int order)
413 {
414         unsigned long page_idx;
415         int order_size = 1 << order;
416         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
417
418         if (unlikely(PageCompound(page)))
419                 destroy_compound_page(page, order);
420
421         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
422
423         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
424         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
425
426         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
427         while (order < MAX_ORDER-1) {
428                 unsigned long combined_idx;
429                 struct page *buddy;
430
431                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
432                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
433                         break;
434
435                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
436                 list_del(&buddy->lru);
437                 zone->free_area[order].nr_free--;
438                 rmv_page_order(buddy);
439                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
440                 page = page + (combined_idx - page_idx);
441                 page_idx = combined_idx;
442                 order++;
443         }
444         set_page_order(page, order);
445         list_add(&page->lru,
446                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
447         zone->free_area[order].nr_free++;
448 }
449
450 static inline int free_pages_check(struct page *page)
451 {
452         free_page_mlock(page);
453         if (unlikely(page_mapcount(page) |
454                 (page->mapping != NULL)  |
455                 (page_count(page) != 0)  |
456                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
457                 bad_page(page);
458         if (PageDirty(page))
459                 __ClearPageDirty(page);
460         if (PageSwapBacked(page))
461                 __ClearPageSwapBacked(page);
462         /*
463          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
464          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
465          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
466          */
467         return PageReserved(page);
468 }
469
470 /*
471  * Frees a list of pages. 
472  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
473  * count is the number of pages to free.
474  *
475  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
476  * see if this freeing clears that state.
477  *
478  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
479  * pinned" detection logic.
480  */
481 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
482                                         struct list_head *list, int order)
483 {
484         spin_lock(&zone->lock);
485         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
486         zone->pages_scanned = 0;
487         while (count--) {
488                 struct page *page;
489
490                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
491                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
492                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
493                 list_del(&page->lru);
494                 __free_one_page(page, zone, order);
495         }
496         spin_unlock(&zone->lock);
497 }
498
499 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
500 {
501         spin_lock(&zone->lock);
502         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
503         zone->pages_scanned = 0;
504         __free_one_page(page, zone, order);
505         spin_unlock(&zone->lock);
506 }
507
508 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
509 {
510         unsigned long flags;
511         int i;
512         int reserved = 0;
513
514         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
515                 reserved += free_pages_check(page + i);
516         if (reserved)
517                 return;
518
519         if (!PageHighMem(page)) {
520                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
521                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
522                                            PAGE_SIZE << order);
523         }
524         arch_free_page(page, order);
525         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
526
527         local_irq_save(flags);
528         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
529         free_one_page(page_zone(page), page, order);
530         local_irq_restore(flags);
531 }
532
533 /*
534  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
535  */
536 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
537 {
538         if (order == 0) {
539                 __ClearPageReserved(page);
540                 set_page_count(page, 0);
541                 set_page_refcounted(page);
542                 __free_page(page);
543         } else {
544                 int loop;
545
546                 prefetchw(page);
547                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
548                         struct page *p = &page[loop];
549
550                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
551                                 prefetchw(p + 1);
552                         __ClearPageReserved(p);
553                         set_page_count(p, 0);
554                 }
555
556                 set_page_refcounted(page);
557                 __free_pages(page, order);
558         }
559 }
560
561
562 /*
563  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
564  * Please do not alter this order without good reasons and regression
565  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
566  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
567  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
568  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
569  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
570  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
571  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
572  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
573  *
574  * -- wli
575  */
576 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
577         int low, int high, struct free_area *area,
578         int migratetype)
579 {
580         unsigned long size = 1 << high;
581
582         while (high > low) {
583                 area--;
584                 high--;
585                 size >>= 1;
586                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
587                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
588                 area->nr_free++;
589                 set_page_order(&page[size], high);
590         }
591 }
592
593 /*
594  * This page is about to be returned from the page allocator
595  */
596 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
597 {
598         if (unlikely(page_mapcount(page) |
599                 (page->mapping != NULL)  |
600                 (page_count(page) != 0)  |
601                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
602                 bad_page(page);
603
604         /*
605          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
606          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
607          */
608         if (PageReserved(page))
609                 return 1;
610
611         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
612                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
613                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk
614 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
615                         | 1 << PG_mlocked
616 #endif
617                         );
618         set_page_private(page, 0);
619         set_page_refcounted(page);
620
621         arch_alloc_page(page, order);
622         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
623
624         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
625                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
626
627         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
628                 prep_compound_page(page, order);
629
630         return 0;
631 }
632
633 /*
634  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
635  * the smallest available page from the freelists
636  */
637 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
638                                                 int migratetype)
639 {
640         unsigned int current_order;
641         struct free_area * area;
642         struct page *page;
643
644         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
645         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
646                 area = &(zone->free_area[current_order]);
647                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
648                         continue;
649
650                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
651                                                         struct page, lru);
652                 list_del(&page->lru);
653                 rmv_page_order(page);
654                 area->nr_free--;
655                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
656                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
657                 return page;
658         }
659
660         return NULL;
661 }
662
663
664 /*
665  * This array describes the order lists are fallen back to when
666  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
667  */
668 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
669         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
670         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
671         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
672         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
673 };
674
675 /*
676  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
677  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
678  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
679  */
680 static int move_freepages(struct zone *zone,
681                           struct page *start_page, struct page *end_page,
682                           int migratetype)
683 {
684         struct page *page;
685         unsigned long order;
686         int pages_moved = 0;
687
688 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
689         /*
690          * page_zone is not safe to call in this context when
691          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
692          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
693          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
694          * grouping pages by mobility
695          */
696         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
697 #endif
698
699         for (page = start_page; page <= end_page;) {
700                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
701                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
702
703                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
704                         page++;
705                         continue;
706                 }
707
708                 if (!PageBuddy(page)) {
709                         page++;
710                         continue;
711                 }
712
713                 order = page_order(page);
714                 list_del(&page->lru);
715                 list_add(&page->lru,
716                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
717                 page += 1 << order;
718                 pages_moved += 1 << order;
719         }
720
721         return pages_moved;
722 }
723
724 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
725                                 int migratetype)
726 {
727         unsigned long start_pfn, end_pfn;
728         struct page *start_page, *end_page;
729
730         start_pfn = page_to_pfn(page);
731         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
732         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
733         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
734         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
735
736         /* Do not cross zone boundaries */
737         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
738                 start_page = page;
739         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
740                 return 0;
741
742         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
743 }
744
745 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
746 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
747                                                 int start_migratetype)
748 {
749         struct free_area * area;
750         int current_order;
751         struct page *page;
752         int migratetype, i;
753
754         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
755         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
756                                                 --current_order) {
757                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
758                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
759
760                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
761                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
762                                 continue;
763
764                         area = &(zone->free_area[current_order]);
765                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
766                                 continue;
767
768                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
769                                         struct page, lru);
770                         area->nr_free--;
771
772                         /*
773                          * If breaking a large block of pages, move all free
774                          * pages to the preferred allocation list. If falling
775                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
776                          * agressive about taking ownership of free pages
777                          */
778                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
779                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
780                                 unsigned long pages;
781                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
782                                                                 start_migratetype);
783
784                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
785                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
786                                         set_pageblock_migratetype(page,
787                                                                 start_migratetype);
788
789                                 migratetype = start_migratetype;
790                         }
791
792                         /* Remove the page from the freelists */
793                         list_del(&page->lru);
794                         rmv_page_order(page);
795                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
796                                                         -(1UL << order));
797
798                         if (current_order == pageblock_order)
799                                 set_pageblock_migratetype(page,
800                                                         start_migratetype);
801
802                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
803                         return page;
804                 }
805         }
806
807         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
808         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
809 }
810
811 /*
812  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
813  * Call me with the zone->lock already held.
814  */
815 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
816                                                 int migratetype)
817 {
818         struct page *page;
819
820         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
821
822         if (unlikely(!page))
823                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
824
825         return page;
826 }
827
828 /* 
829  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
830  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
831  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
832  */
833 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
834                         unsigned long count, struct list_head *list,
835                         int migratetype)
836 {
837         int i;
838         
839         spin_lock(&zone->lock);
840         for (i = 0; i < count; ++i) {
841                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
842                 if (unlikely(page == NULL))
843                         break;
844
845                 /*
846                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
847                  * in physical page order. The page is added to the callers and
848                  * list and the list head then moves forward. From the callers
849                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
850                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
851                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
852                  * properly.
853                  */
854                 list_add(&page->lru, list);
855                 set_page_private(page, migratetype);
856                 list = &page->lru;
857         }
858         spin_unlock(&zone->lock);
859         return i;
860 }
861
862 #ifdef CONFIG_NUMA
863 /*
864  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
865  * currently executing processor on remote nodes after they have
866  * expired.
867  *
868  * Note that this function must be called with the thread pinned to
869  * a single processor.
870  */
871 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
872 {
873         unsigned long flags;
874         int to_drain;
875
876         local_irq_save(flags);
877         if (pcp->count >= pcp->batch)
878                 to_drain = pcp->batch;
879         else
880                 to_drain = pcp->count;
881         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
882         pcp->count -= to_drain;
883         local_irq_restore(flags);
884 }
885 #endif
886
887 /*
888  * Drain pages of the indicated processor.
889  *
890  * The processor must either be the current processor and the
891  * thread pinned to the current processor or a processor that
892  * is not online.
893  */
894 static void drain_pages(unsigned int cpu)
895 {
896         unsigned long flags;
897         struct zone *zone;
898
899         for_each_zone(zone) {
900                 struct per_cpu_pageset *pset;
901                 struct per_cpu_pages *pcp;
902
903                 if (!populated_zone(zone))
904                         continue;
905
906                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
907
908                 pcp = &pset->pcp;
909                 local_irq_save(flags);
910                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
911                 pcp->count = 0;
912                 local_irq_restore(flags);
913         }
914 }
915
916 /*
917  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
918  */
919 void drain_local_pages(void *arg)
920 {
921         drain_pages(smp_processor_id());
922 }
923
924 /*
925  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
926  */
927 void drain_all_pages(void)
928 {
929         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
930 }
931
932 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
933
934 void mark_free_pages(struct zone *zone)
935 {
936         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
937         unsigned long flags;
938         int order, t;
939         struct list_head *curr;
940
941         if (!zone->spanned_pages)
942                 return;
943
944         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
945
946         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
947         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
948                 if (pfn_valid(pfn)) {
949                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
950
951                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
952                                 swsusp_unset_page_free(page);
953                 }
954
955         for_each_migratetype_order(order, t) {
956                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
957                         unsigned long i;
958
959                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
960                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
961                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
962                 }
963         }
964         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
965 }
966 #endif /* CONFIG_PM */
967
968 /*
969  * Free a 0-order page
970  */
971 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
972 {
973         struct zone *zone = page_zone(page);
974         struct per_cpu_pages *pcp;
975         unsigned long flags;
976
977         if (PageAnon(page))
978                 page->mapping = NULL;
979         if (free_pages_check(page))
980                 return;
981
982         if (!PageHighMem(page)) {
983                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
984                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
985         }
986         arch_free_page(page, 0);
987         kernel_map_pages(page, 1, 0);
988
989         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
990         local_irq_save(flags);
991         __count_vm_event(PGFREE);
992         if (cold)
993                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
994         else
995                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
996         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
997         pcp->count++;
998         if (pcp->count >= pcp->high) {
999                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1000                 pcp->count -= pcp->batch;
1001         }
1002         local_irq_restore(flags);
1003         put_cpu();
1004 }
1005
1006 void free_hot_page(struct page *page)
1007 {
1008         free_hot_cold_page(page, 0);
1009 }
1010         
1011 void free_cold_page(struct page *page)
1012 {
1013         free_hot_cold_page(page, 1);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1018  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1019  * Each sub-page must be freed individually.
1020  *
1021  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1022  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1023  */
1024 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1025 {
1026         int i;
1027
1028         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1029         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1030         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1031                 set_page_refcounted(page + i);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1036  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1037  * or two.
1038  */
1039 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1040                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1041 {
1042         unsigned long flags;
1043         struct page *page;
1044         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1045         int cpu;
1046         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1047
1048 again:
1049         cpu  = get_cpu();
1050         if (likely(order == 0)) {
1051                 struct per_cpu_pages *pcp;
1052
1053                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1054                 local_irq_save(flags);
1055                 if (!pcp->count) {
1056                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1057                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1058                         if (unlikely(!pcp->count))
1059                                 goto failed;
1060                 }
1061
1062                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1063                 if (cold) {
1064                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1065                                 if (page_private(page) == migratetype)
1066                                         break;
1067                 } else {
1068                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1069                                 if (page_private(page) == migratetype)
1070                                         break;
1071                 }
1072
1073                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1074                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1075                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1076                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1077                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1078                 }
1079
1080                 list_del(&page->lru);
1081                 pcp->count--;
1082         } else {
1083                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1084                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1085                 spin_unlock(&zone->lock);
1086                 if (!page)
1087                         goto failed;
1088         }
1089
1090         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1091         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1092         local_irq_restore(flags);
1093         put_cpu();
1094
1095         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1096         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1097                 goto again;
1098         return page;
1099
1100 failed:
1101         local_irq_restore(flags);
1102         put_cpu();
1103         return NULL;
1104 }
1105
1106 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1107 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1108 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1109 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1110 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1111 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1112 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1113
1114 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1115
1116 static struct fail_page_alloc_attr {
1117         struct fault_attr attr;
1118
1119         u32 ignore_gfp_highmem;
1120         u32 ignore_gfp_wait;
1121         u32 min_order;
1122
1123 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1124
1125         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1126         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1127         struct dentry *min_order_file;
1128
1129 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1130
1131 } fail_page_alloc = {
1132         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1133         .ignore_gfp_wait = 1,
1134         .ignore_gfp_highmem = 1,
1135         .min_order = 1,
1136 };
1137
1138 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1139 {
1140         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1141 }
1142 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1143
1144 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1145 {
1146         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1147                 return 0;
1148         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1149                 return 0;
1150         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1151                 return 0;
1152         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1153                 return 0;
1154
1155         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1156 }
1157
1158 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1159
1160 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1161 {
1162         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1163         struct dentry *dir;
1164         int err;
1165
1166         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1167                                        "fail_page_alloc");
1168         if (err)
1169                 return err;
1170         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1171
1172         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1173                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1174                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1175
1176         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1177                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1178                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1179         fail_page_alloc.min_order_file =
1180                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1181                                    &fail_page_alloc.min_order);
1182
1183         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1184             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1185             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1186                 err = -ENOMEM;
1187                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1188                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1189                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1190                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1191         }
1192
1193         return err;
1194 }
1195
1196 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1197
1198 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1199
1200 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1201
1202 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1203 {
1204         return 0;
1205 }
1206
1207 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1208
1209 /*
1210  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1211  * of the allocation.
1212  */
1213 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1214                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1215 {
1216         /* free_pages my go negative - that's OK */
1217         long min = mark;
1218         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1219         int o;
1220
1221         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1222                 min -= min / 2;
1223         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1224                 min -= min / 4;
1225
1226         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1227                 return 0;
1228         for (o = 0; o < order; o++) {
1229                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1230                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1231
1232                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1233                 min >>= 1;
1234
1235                 if (free_pages <= min)
1236                         return 0;
1237         }
1238         return 1;
1239 }
1240
1241 #ifdef CONFIG_NUMA
1242 /*
1243  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1244  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1245  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1246  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1247  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1248  *
1249  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1250  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1251  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1252  *
1253  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1254  * nothing and returns NULL.
1255  *
1256  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1257  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1258  *
1259  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1260  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1261  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1262  * quickly as we can.
1263  */
1264 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1265 {
1266         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1267         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1268
1269         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1270         if (!zlc)
1271                 return NULL;
1272
1273         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1274                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1275                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1276         }
1277
1278         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1279                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1280                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1281         return allowednodes;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1286  * if it is worth looking at further for free memory:
1287  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1288  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1289  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1290  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1291  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1292  * else return false (zero) if it is not.
1293  *
1294  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1295  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1296  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1297  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1298  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1299  * into the second scan of the zonelist.
1300  *
1301  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1302  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1303  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1304  * unturned looking for a free page.
1305  */
1306 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1307                                                 nodemask_t *allowednodes)
1308 {
1309         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1310         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1311         int n;                          /* node that zone *z is on */
1312
1313         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1314         if (!zlc)
1315                 return 1;
1316
1317         i = z - zonelist->_zonerefs;
1318         n = zlc->z_to_n[i];
1319
1320         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1321         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1326  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1327  * from that zone don't waste time re-examining it.
1328  */
1329 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1330 {
1331         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1332         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1333
1334         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1335         if (!zlc)
1336                 return;
1337
1338         i = z - zonelist->_zonerefs;
1339
1340         set_bit(i, zlc->fullzones);
1341 }
1342
1343 #else   /* CONFIG_NUMA */
1344
1345 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1346 {
1347         return NULL;
1348 }
1349
1350 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1351                                 nodemask_t *allowednodes)
1352 {
1353         return 1;
1354 }
1355
1356 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1357 {
1358 }
1359 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1360
1361 /*
1362  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1363  * a page.
1364  */
1365 static struct page *
1366 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1367                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1368 {
1369         struct zoneref *z;
1370         struct page *page = NULL;
1371         int classzone_idx;
1372         struct zone *zone, *preferred_zone;
1373         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1374         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1375         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1376
1377         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1378                                                         &preferred_zone);
1379         if (!preferred_zone)
1380                 return NULL;
1381
1382         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1383
1384 zonelist_scan:
1385         /*
1386          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1387          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1388          */
1389         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1390                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1391                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1392                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1393                                 continue;
1394                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1395                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1396                                 goto try_next_zone;
1397
1398                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1399                         unsigned long mark;
1400                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1401                                 mark = zone->pages_min;
1402                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1403                                 mark = zone->pages_low;
1404                         else
1405                                 mark = zone->pages_high;
1406                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1407                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1408                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1409                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1410                                         goto this_zone_full;
1411                         }
1412                 }
1413
1414                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1415                 if (page)
1416                         break;
1417 this_zone_full:
1418                 if (NUMA_BUILD)
1419                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1420 try_next_zone:
1421                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1422                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1423                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1424                         zlc_active = 1;
1425                         did_zlc_setup = 1;
1426                 }
1427         }
1428
1429         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1430                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1431                 zlc_active = 0;
1432                 goto zonelist_scan;
1433         }
1434         return page;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1439  */
1440 struct page *
1441 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1442                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1443 {
1444         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1445         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1446         struct zoneref *z;
1447         struct zone *zone;
1448         struct page *page;
1449         struct reclaim_state reclaim_state;
1450         struct task_struct *p = current;
1451         int do_retry;
1452         int alloc_flags;
1453         unsigned long did_some_progress;
1454         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1455
1456         might_sleep_if(wait);
1457
1458         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1459                 return NULL;
1460
1461 restart:
1462         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1463
1464         if (unlikely(!z->zone)) {
1465                 /*
1466                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1467                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1468                  */
1469                 return NULL;
1470         }
1471
1472         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1473                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1474         if (page)
1475                 goto got_pg;
1476
1477         /*
1478          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1479          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1480          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1481          * using a larger set of nodes after it has established that the
1482          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1483          * over allocated.
1484          */
1485         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1486                 goto nopage;
1487
1488         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1489                 wakeup_kswapd(zone, order);
1490
1491         /*
1492          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1493          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1494          * to how we want to proceed.
1495          *
1496          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1497          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1498          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1499          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1500          */
1501         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1502         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1503                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1504         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1505                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1506         if (wait)
1507                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1508
1509         /*
1510          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1511          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1512          *
1513          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1514          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1515          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1516          */
1517         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1518                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1519         if (page)
1520                 goto got_pg;
1521
1522         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1523
1524 rebalance:
1525         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1526                         && !in_interrupt()) {
1527                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1528 nofail_alloc:
1529                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1530                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1531                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1532                         if (page)
1533                                 goto got_pg;
1534                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1535                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1536                                 goto nofail_alloc;
1537                         }
1538                 }
1539                 goto nopage;
1540         }
1541
1542         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1543         if (!wait)
1544                 goto nopage;
1545
1546         cond_resched();
1547
1548         /* We now go into synchronous reclaim */
1549         cpuset_memory_pressure_bump();
1550         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1551         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1552         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1553
1554         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1555
1556         p->reclaim_state = NULL;
1557         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1558
1559         cond_resched();
1560
1561         if (order != 0)
1562                 drain_all_pages();
1563
1564         if (likely(did_some_progress)) {
1565                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1566                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1567                 if (page)
1568                         goto got_pg;
1569         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1570                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1571                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1572                         goto restart;
1573                 }
1574
1575                 /*
1576                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1577                  * very high watermark here, this is only to catch
1578                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1579                  * under heavy pressure.
1580                  */
1581                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1582                         order, zonelist, high_zoneidx,
1583                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1584                 if (page) {
1585                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1586                         goto got_pg;
1587                 }
1588
1589                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1590                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1591                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1592                         goto nopage;
1593                 }
1594
1595                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1596                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1597                 goto restart;
1598         }
1599
1600         /*
1601          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1602          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1603          *
1604          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1605          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1606          * implementations.
1607          *
1608          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1609          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1610          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1611          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1612          * allocation still fails, we stop retrying.
1613          */
1614         pages_reclaimed += did_some_progress;
1615         do_retry = 0;
1616         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1617                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1618                         do_retry = 1;
1619                 } else {
1620                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1621                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1622                                         do_retry = 1;
1623                 }
1624                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1625                         do_retry = 1;
1626         }
1627         if (do_retry) {
1628                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1629                 goto rebalance;
1630         }
1631
1632 nopage:
1633         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1634                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1635                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1636                         p->comm, order, gfp_mask);
1637                 dump_stack();
1638                 show_mem();
1639         }
1640 got_pg:
1641         return page;
1642 }
1643 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1644
1645 /*
1646  * Common helper functions.
1647  */
1648 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1649 {
1650         struct page * page;
1651         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1652         if (!page)
1653                 return 0;
1654         return (unsigned long) page_address(page);
1655 }
1656
1657 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1658
1659 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1660 {
1661         struct page * page;
1662
1663         /*
1664          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1665          * a highmem page
1666          */
1667         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1668
1669         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1670         if (page)
1671                 return (unsigned long) page_address(page);
1672         return 0;
1673 }
1674
1675 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1676
1677 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1678 {
1679         int i = pagevec_count(pvec);
1680
1681         while (--i >= 0)
1682                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1683 }
1684
1685 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1686 {
1687         if (put_page_testzero(page)) {
1688                 if (order == 0)
1689                         free_hot_page(page);
1690                 else
1691                         __free_pages_ok(page, order);
1692         }
1693 }
1694
1695 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1696
1697 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1698 {
1699         if (addr != 0) {
1700                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1701                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1702         }
1703 }
1704
1705 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1706
1707 /**
1708  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1709  * @size: the number of bytes to allocate
1710  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1711  *
1712  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1713  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1714  * allocate memory in power-of-two pages.
1715  *
1716  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1717  *
1718  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1719  */
1720 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1721 {
1722         unsigned int order = get_order(size);
1723         unsigned long addr;
1724
1725         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1726         if (addr) {
1727                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1728                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1729
1730                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1731                 while (used < alloc_end) {
1732                         free_page(used);
1733                         used += PAGE_SIZE;
1734                 }
1735         }
1736
1737         return (void *)addr;
1738 }
1739 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1740
1741 /**
1742  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1743  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1744  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1745  *
1746  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1747  */
1748 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1749 {
1750         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1751         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1752
1753         while (addr < end) {
1754                 free_page(addr);
1755                 addr += PAGE_SIZE;
1756         }
1757 }
1758 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1759
1760 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1761 {
1762         struct zoneref *z;
1763         struct zone *zone;
1764
1765         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1766         unsigned int sum = 0;
1767
1768         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1769
1770         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1771                 unsigned long size = zone->present_pages;
1772                 unsigned long high = zone->pages_high;
1773                 if (size > high)
1774                         sum += size - high;
1775         }
1776
1777         return sum;
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1782  */
1783 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1784 {
1785         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1788
1789 /*
1790  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1791  */
1792 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1793 {
1794         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1795 }
1796
1797 static inline void show_node(struct zone *zone)
1798 {
1799         if (NUMA_BUILD)
1800                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1801 }
1802
1803 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1804 {
1805         val->totalram = totalram_pages;
1806         val->sharedram = 0;
1807         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1808         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1809         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1810         val->freehigh = nr_free_highpages();
1811         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1812 }
1813
1814 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1815
1816 #ifdef CONFIG_NUMA
1817 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1818 {
1819         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1820
1821         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1822         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1823 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1824         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1825         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1826                         NR_FREE_PAGES);
1827 #else
1828         val->totalhigh = 0;
1829         val->freehigh = 0;
1830 #endif
1831         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1832 }
1833 #endif
1834
1835 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1836
1837 /*
1838  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1839  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1840  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1841  */
1842 void show_free_areas(void)
1843 {
1844         int cpu;
1845         struct zone *zone;
1846
1847         for_each_zone(zone) {
1848                 if (!populated_zone(zone))
1849                         continue;
1850
1851                 show_node(zone);
1852                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1853
1854                 for_each_online_cpu(cpu) {
1855                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1856
1857                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1858
1859                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1860                                cpu, pageset->pcp.high,
1861                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1862                 }
1863         }
1864
1865         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1866                 " inactive_file:%lu"
1867 //TODO:  check/adjust line lengths
1868 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1869                 " unevictable:%lu"
1870 #endif
1871                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1872                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1873                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1874                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1875                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1876                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1877 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1878                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1879 #endif
1880                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1881                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1882                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1883                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1884                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1885                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1886                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1887                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1888                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1889
1890         for_each_zone(zone) {
1891                 int i;
1892
1893                 if (!populated_zone(zone))
1894                         continue;
1895
1896                 show_node(zone);
1897                 printk("%s"
1898                         " free:%lukB"
1899                         " min:%lukB"
1900                         " low:%lukB"
1901                         " high:%lukB"
1902                         " active_anon:%lukB"
1903                         " inactive_anon:%lukB"
1904                         " active_file:%lukB"
1905                         " inactive_file:%lukB"
1906 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1907                         " unevictable:%lukB"
1908 #endif
1909                         " present:%lukB"
1910                         " pages_scanned:%lu"
1911                         " all_unreclaimable? %s"
1912                         "\n",
1913                         zone->name,
1914                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1915                         K(zone->pages_min),
1916                         K(zone->pages_low),
1917                         K(zone->pages_high),
1918                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1919                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1920                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1921                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1922 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1923                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1924 #endif
1925                         K(zone->present_pages),
1926                         zone->pages_scanned,
1927                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1928                         );
1929                 printk("lowmem_reserve[]:");
1930                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1931                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1932                 printk("\n");
1933         }
1934
1935         for_each_zone(zone) {
1936                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1937
1938                 if (!populated_zone(zone))
1939                         continue;
1940
1941                 show_node(zone);
1942                 printk("%s: ", zone->name);
1943
1944                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1945                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1946                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1947                         total += nr[order] << order;
1948                 }
1949                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1950                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1951                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1952                 printk("= %lukB\n", K(total));
1953         }
1954
1955         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1956
1957         show_swap_cache_info();
1958 }
1959
1960 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1961 {
1962         zoneref->zone = zone;
1963         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Builds allocation fallback zone lists.
1968  *
1969  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1970  */
1971 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1972                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1973 {
1974         struct zone *zone;
1975
1976         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1977         zone_type++;
1978
1979         do {
1980                 zone_type--;
1981                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1982                 if (populated_zone(zone)) {
1983                         zoneref_set_zone(zone,
1984                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1985                         check_highest_zone(zone_type);
1986                 }
1987
1988         } while (zone_type);
1989         return nr_zones;
1990 }
1991
1992
1993 /*
1994  *  zonelist_order:
1995  *  0 = automatic detection of better ordering.
1996  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1997  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1998  *
1999  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2000  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2001  */
2002 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2003 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2004 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2005
2006 /* zonelist order in the kernel.
2007  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2008  */
2009 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2010 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2011
2012
2013 #ifdef CONFIG_NUMA
2014 /* The value user specified ....changed by config */
2015 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2016 /* string for sysctl */
2017 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2018 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2019
2020 /*
2021  * interface for configure zonelist ordering.
2022  * command line option "numa_zonelist_order"
2023  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2024  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2025  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2026  */
2027
2028 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2029 {
2030         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2031                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2032         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2033                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2034         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2035                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2036         } else {
2037                 printk(KERN_WARNING
2038                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2039                         "%s\n", s);
2040                 return -EINVAL;
2041         }
2042         return 0;
2043 }
2044
2045 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2046 {
2047         if (s)
2048                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2049         return 0;
2050 }
2051 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2052
2053 /*
2054  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2055  */
2056 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2057                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2058                 loff_t *ppos)
2059 {
2060         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2061         int ret;
2062
2063         if (write)
2064                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2065                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2066         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2067         if (ret)
2068                 return ret;
2069         if (write) {
2070                 int oldval = user_zonelist_order;
2071                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2072                         /*
2073                          * bogus value.  restore saved string
2074                          */
2075                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2076                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2077                         user_zonelist_order = oldval;
2078                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2079                         build_all_zonelists();
2080         }
2081         return 0;
2082 }
2083
2084
2085 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2086 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2087
2088 /**
2089  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2090  * @node: node whose fallback list we're appending
2091  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2092  *
2093  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2094  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2095  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2096  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2097  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2098  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2099  * on them otherwise.
2100  * It returns -1 if no node is found.
2101  */
2102 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2103 {
2104         int n, val;
2105         int min_val = INT_MAX;
2106         int best_node = -1;
2107         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2108
2109         /* Use the local node if we haven't already */
2110         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2111                 node_set(node, *used_node_mask);
2112                 return node;
2113         }
2114
2115         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2116
2117                 /* Don't want a node to appear more than once */
2118                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2119                         continue;
2120
2121                 /* Use the distance array to find the distance */
2122                 val = node_distance(node, n);
2123
2124                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2125                 val += (n < node);
2126
2127                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2128                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2129                 if (!cpus_empty(*tmp))
2130                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2131
2132                 /* Slight preference for less loaded node */
2133                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2134                 val += node_load[n];
2135
2136                 if (val < min_val) {
2137                         min_val = val;
2138                         best_node = n;
2139                 }
2140         }
2141
2142         if (best_node >= 0)
2143                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2144
2145         return best_node;
2146 }
2147
2148
2149 /*
2150  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2151  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2152  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2153  */
2154 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2155 {
2156         int j;
2157         struct zonelist *zonelist;
2158
2159         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2160         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2161                 ;
2162         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2163                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2164         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2165         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Build gfp_thisnode zonelists
2170  */
2171 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2172 {
2173         int j;
2174         struct zonelist *zonelist;
2175
2176         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2177         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2178         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2179         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2184  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2185  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2186  * may still exist in local DMA zone.
2187  */
2188 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2189
2190 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2191 {
2192         int pos, j, node;
2193         int zone_type;          /* needs to be signed */
2194         struct zone *z;
2195         struct zonelist *zonelist;
2196
2197         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2198         pos = 0;
2199         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2200                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2201                         node = node_order[j];
2202                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2203                         if (populated_zone(z)) {
2204                                 zoneref_set_zone(z,
2205                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2206                                 check_highest_zone(zone_type);
2207                         }
2208                 }
2209         }
2210         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2211         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2212 }
2213
2214 static int default_zonelist_order(void)
2215 {
2216         int nid, zone_type;
2217         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2218         struct zone *z;
2219         int average_size;
2220         /*
2221          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2222          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2223          * into OOM very easily.
2224          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2225          */
2226         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2227         low_kmem_size = 0;
2228         total_size = 0;
2229         for_each_online_node(nid) {
2230                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2231                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2232                         if (populated_zone(z)) {
2233                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2234                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2235                                 total_size += z->present_pages;
2236                         }
2237                 }
2238         }
2239         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2240             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2241                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2242         /*
2243          * look into each node's config.
2244          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2245          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2246          */
2247         average_size = total_size /
2248                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2249         for_each_online_node(nid) {
2250                 low_kmem_size = 0;
2251                 total_size = 0;
2252                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2253                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2254                         if (populated_zone(z)) {
2255                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2256                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2257                                 total_size += z->present_pages;
2258                         }
2259                 }
2260                 if (low_kmem_size &&
2261                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2262                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2263                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2264         }
2265         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2266 }
2267
2268 static void set_zonelist_order(void)
2269 {
2270         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2271                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2272         else
2273                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2274 }
2275
2276 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2277 {
2278         int j, node, load;
2279         enum zone_type i;
2280         nodemask_t used_mask;
2281         int local_node, prev_node;
2282         struct zonelist *zonelist;
2283         int order = current_zonelist_order;
2284
2285         /* initialize zonelists */
2286         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2287                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2288                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2289                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2290         }
2291
2292         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2293         local_node = pgdat->node_id;
2294         load = num_online_nodes();
2295         prev_node = local_node;
2296         nodes_clear(used_mask);
2297
2298         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2299         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2300         j = 0;
2301
2302         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2303                 int distance = node_distance(local_node, node);
2304
2305                 /*
2306                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2307                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2308                  */
2309                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2310                         zone_reclaim_mode = 1;
2311
2312                 /*
2313                  * We don't want to pressure a particular node.
2314                  * So adding penalty to the first node in same
2315                  * distance group to make it round-robin.
2316                  */
2317                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2318                         node_load[node] = load;
2319
2320                 prev_node = node;
2321                 load--;
2322                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2323                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2324                 else
2325                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2326         }
2327
2328         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2329                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2330                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2331         }
2332
2333         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2334 }
2335
2336 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2337 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2338 {
2339         struct zonelist *zonelist;
2340         struct zonelist_cache *zlc;
2341         struct zoneref *z;
2342
2343         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2344         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2345         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2346         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2347                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2348 }
2349
2350
2351 #else   /* CONFIG_NUMA */
2352
2353 static void set_zonelist_order(void)
2354 {
2355         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2356 }
2357
2358 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2359 {
2360         int node, local_node;
2361         enum zone_type j;
2362         struct zonelist *zonelist;
2363
2364         local_node = pgdat->node_id;
2365
2366         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2367         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2368
2369         /*
2370          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2371          * of all the other nodes.
2372          * We don't want to pressure a particular node, so when
2373          * building the zones for node N, we make sure that the
2374          * zones coming right after the local ones are those from
2375          * node N+1 (modulo N)
2376          */
2377         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2378                 if (!node_online(node))
2379                         continue;
2380                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2381                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2382         }
2383         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2384                 if (!node_online(node))
2385                         continue;
2386                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2387                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2388         }
2389
2390         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2391         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2392 }
2393
2394 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2395 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2396 {
2397         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2398 }
2399
2400 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2401
2402 /* return values int ....just for stop_machine() */
2403 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2404 {
2405         int nid;
2406
2407         for_each_online_node(nid) {
2408                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2409
2410                 build_zonelists(pgdat);
2411                 build_zonelist_cache(pgdat);
2412         }
2413         return 0;
2414 }
2415
2416 void build_all_zonelists(void)
2417 {
2418         set_zonelist_order();
2419
2420         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2421                 __build_all_zonelists(NULL);
2422                 mminit_verify_zonelist();
2423                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2424         } else {
2425                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2426                    of zonelist */
2427                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2428                 /* cpuset refresh routine should be here */
2429         }
2430         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2431         /*
2432          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2433          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2434          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2435          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2436          * disabled and enable it later
2437          */
2438         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2439                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2440         else
2441                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2442
2443         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2444                 "Total pages: %ld\n",
2445                         num_online_nodes(),
2446                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2447                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2448                         vm_total_pages);
2449 #ifdef CONFIG_NUMA
2450         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2451 #endif
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2456  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2457  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2458  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2459  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2460  * conservative, even though it seems large.
2461  *
2462  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2463  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2464  */
2465 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2466
2467 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2468 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2469 {
2470         unsigned long size = 1;
2471
2472         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2473
2474         while (size < pages)
2475                 size <<= 1;
2476
2477         /*
2478          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2479          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2480          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2481          */
2482         size = min(size, 4096UL);
2483
2484         return max(size, 4UL);
2485 }
2486 #else
2487 /*
2488  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2489  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2490  *
2491  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2492  *
2493  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2494  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2495  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2496  *
2497  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2498  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2499  *
2500  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2501  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2502  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2503  */
2504 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2505 {
2506         return 4096UL;
2507 }
2508 #endif
2509
2510 /*
2511  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2512  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2513  * hash function before the remainder is taken.
2514  */
2515 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2516 {
2517         return ffz(~size);
2518 }
2519
2520 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2521
2522 /*
2523  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2524  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2525  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2526  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2527  * blocks as reclaim kicks in
2528  */
2529 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2530 {
2531         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2532         struct page *page;
2533         unsigned long reserve, block_migratetype;
2534
2535         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2536         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2537         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2538         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2539                                                         pageblock_order;
2540
2541         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2542                 if (!pfn_valid(pfn))
2543                         continue;
2544                 page = pfn_to_page(pfn);
2545
2546                 /* Watch out for overlapping nodes */
2547                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2548                         continue;
2549
2550                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2551                 if (PageReserved(page))
2552                         continue;
2553
2554                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2555
2556                 /* If this block is reserved, account for it */
2557                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2558                         reserve--;
2559                         continue;
2560                 }
2561
2562                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2563                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2564                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2565                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2566                         reserve--;
2567                         continue;
2568                 }
2569
2570                 /*
2571                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2572                  * take it back
2573                  */
2574                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2575                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2576                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2577                 }
2578         }
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2583  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2584  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2585  */
2586 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2587                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2588 {
2589         struct page *page;
2590         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2591         unsigned long pfn;
2592         struct zone *z;
2593
2594         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2595         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2596                 /*
2597                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2598                  * handed to this function.  They do not
2599                  * exist on hotplugged memory.
2600                  */
2601                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2602                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2603                                 continue;
2604                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2605                                 continue;
2606                 }
2607                 page = pfn_to_page(pfn);
2608                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2609                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2610                 init_page_count(page);
2611                 reset_page_mapcount(page);
2612                 SetPageReserved(page);
2613                 /*
2614                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2615                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2616                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2617                  * the address space during boot when many long-lived
2618                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2619                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2620                  * setup_zone_migrate_reserve()
2621                  *
2622                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2623                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2624                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2625                  * pfn out of zone.
2626                  */
2627                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2628                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2629                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2630                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2631
2632                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2633 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2634                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2635                 if (!is_highmem_idx(zone))
2636                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2637 #endif
2638         }
2639 }
2640
2641 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2642 {
2643         int order, t;
2644         for_each_migratetype_order(order, t) {
2645                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2646                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2647         }
2648 }
2649
2650 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2651 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2652         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2653 #endif
2654
2655 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2656 {
2657         int batch;
2658
2659         /*
2660          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2661          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2662          *
2663          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2664          */
2665         batch = zone->present_pages / 1024;
2666         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2667                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2668         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2669         if (batch < 1)
2670                 batch = 1;
2671
2672         /*
2673          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2674          * of 2 value was found to be more likely to have
2675          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2676          *
2677          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2678          * batches of pages, one task can end up with a lot
2679          * of pages of one half of the possible page colors
2680          * and the other with pages of the other colors.
2681          */
2682         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2683
2684         return batch;
2685 }
2686
2687 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2688 {
2689         struct per_cpu_pages *pcp;
2690
2691         memset(p, 0, sizeof(*p));
2692
2693         pcp = &p->pcp;
2694         pcp->count = 0;
2695         pcp->high = 6 * batch;
2696         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2697         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2698 }
2699
2700 /*
2701  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2702  * to the value high for the pageset p.
2703  */
2704
2705 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2706                                 unsigned long high)
2707 {
2708         struct per_cpu_pages *pcp;
2709
2710         pcp = &p->pcp;
2711         pcp->high = high;
2712         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2713         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2714                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2715 }
2716
2717
2718 #ifdef CONFIG_NUMA
2719 /*
2720  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2721  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2722  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2723  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2724  * with interrupts disabled.
2725  *
2726  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2727  *
2728  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2729  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2730  * hotplugged processors.
2731  *
2732  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2733  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2734  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2735  */
2736 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2737
2738 /*
2739  * Dynamically allocate memory for the
2740  * per cpu pageset array in struct zone.
2741  */
2742 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2743 {
2744         struct zone *zone, *dzone;
2745         int node = cpu_to_node(cpu);
2746
2747         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2748
2749         for_each_zone(zone) {
2750
2751                 if (!populated_zone(zone))
2752                         continue;
2753
2754                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2755                                          GFP_KERNEL, node);
2756                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2757                         goto bad;
2758
2759                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2760
2761                 if (percpu_pagelist_fraction)
2762                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2763                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2764         }
2765
2766         return 0;
2767 bad:
2768         for_each_zone(dzone) {
2769                 if (!populated_zone(dzone))
2770                         continue;
2771                 if (dzone == zone)
2772                         break;
2773                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2774                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2775         }
2776         return -ENOMEM;
2777 }
2778
2779 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2780 {
2781         struct zone *zone;
2782
2783         for_each_zone(zone) {
2784                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2785
2786                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2787                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2788                         kfree(pset);
2789                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2790         }
2791 }
2792
2793 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2794                 unsigned long action,
2795                 void *hcpu)
2796 {
2797         int cpu = (long)hcpu;
2798         int ret = NOTIFY_OK;
2799
2800         switch (action) {
2801         case CPU_UP_PREPARE:
2802         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2803                 if (process_zones(cpu))
2804                         ret = NOTIFY_BAD;
2805                 break;
2806         case CPU_UP_CANCELED:
2807         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2808         case CPU_DEAD:
2809         case CPU_DEAD_FROZEN:
2810                 free_zone_pagesets(cpu);
2811                 break;
2812         default:
2813                 break;
2814         }
2815         return ret;
2816 }
2817
2818 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2819         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2820
2821 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2822 {
2823         int err;
2824
2825         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2826          * A cpuup callback will do this for every cpu
2827          * as it comes online
2828          */
2829         err = process_zones(smp_processor_id());
2830         BUG_ON(err);
2831         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2832 }
2833
2834 #endif
2835
2836 static noinline __init_refok
2837 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2838 {
2839         int i;
2840         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2841         size_t alloc_size;
2842
2843         /*
2844          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2845          * per zone.
2846          */
2847         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2848                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2849         zone->wait_table_bits =
2850                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2851         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2852                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2853
2854         if (!slab_is_available()) {
2855                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2856                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2857         } else {
2858                 /*
2859                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2860                  * via memory hot-add.
2861                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2862                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2863                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2864                  * node itself as well.
2865                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2866                  * necessary.
2867                  */
2868                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2869         }
2870         if (!zone->wait_table)
2871                 return -ENOMEM;
2872
2873         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2874                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2875
2876         return 0;
2877 }
2878
2879 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2880 {
2881         int cpu;
2882         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2883
2884         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2885 #ifdef CONFIG_NUMA
2886                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2887                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2888                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2889 #else
2890                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2891 #endif
2892         }
2893         if (zone->present_pages)
2894                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2895                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2896 }
2897
2898 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2899                                         unsigned long zone_start_pfn,
2900                                         unsigned long size,
2901                                         enum memmap_context context)
2902 {
2903         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2904         int ret;
2905         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2906         if (ret)
2907                 return ret;
2908         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2909
2910         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2911
2912         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2913                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2914                         pgdat->node_id,
2915                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2916                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2917
2918         zone_init_free_lists(zone);
2919
2920         return 0;
2921 }
2922
2923 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2924 /*
2925  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2926  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2927  */
2928 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2929 {
2930         int i;
2931
2932         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2933                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2934                         return i;
2935
2936         return -1;
2937 }
2938
2939 /*
2940  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2941  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2942  */
2943 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2944 {
2945         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2946                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2947                         return index;
2948
2949         return -1;
2950 }
2951
2952 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2953 /*
2954  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2955  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2956  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2957  * alternative
2958  */
2959 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2960 {
2961         int i;
2962
2963         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2964                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2965                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2966
2967                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2968                         return early_node_map[i].nid;
2969         }
2970
2971         return 0;
2972 }
2973 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2974
2975 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2976 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2977         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2978                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2979
2980 /**
2981  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2982  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2983  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2984  *
2985  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2986  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2987  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2988  */
2989 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2990                                                 unsigned long max_low_pfn)
2991 {
2992         int i;
2993
2994         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2995                 unsigned long size_pages = 0;
2996                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2997
2998                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2999                         continue;
3000
3001                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3002                         end_pfn = max_low_pfn;
3003
3004                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3005                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3006                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3007                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3008         }
3009 }
3010
3011 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3012 {
3013         int i;
3014         int ret;
3015
3016         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3017                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3018                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3019                 if (ret)
3020                         break;
3021         }
3022 }
3023 /**
3024  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3025  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3026  *
3027  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3028  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3029  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3030  */
3031 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3032 {
3033         int i;
3034
3035         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3036                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3037                                 early_node_map[i].start_pfn,
3038                                 early_node_map[i].end_pfn);
3039 }
3040
3041 /**
3042  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3043  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3044  * @start_pfn: The start pfn of the node
3045  * @end_pfn: The end pfn of the node
3046  *
3047  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3048  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3049  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3050  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3051  * be used later.
3052  */
3053 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3054 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3055                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3056 {
3057         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3058                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3059                         nid, start_pfn, end_pfn);
3060
3061         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3062         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3063                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3064
3065         /* Update the boundaries */
3066         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3067                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3068         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3069                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3070 }
3071
3072 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3073 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3074                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3075 {
3076         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3077                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3078                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3079
3080         /* Return if boundary information has not been provided */
3081         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3082                 return;
3083
3084         /* Check the boundaries and update if necessary */
3085         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3086                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3087         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3088                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3089 }
3090 #else
3091 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3092                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3093
3094 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3095                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3096 #endif
3097
3098
3099 /**
3100  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3101  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3102  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3103  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3104  *
3105  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3106  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3107  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3108  * PFNs will be 0.
3109  */
3110 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3111                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3112 {
3113         int i;
3114         *start_pfn = -1UL;
3115         *end_pfn = 0;
3116
3117         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3118                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3119                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3120         }
3121
3122         if (*start_pfn == -1UL)
3123                 *start_pfn = 0;
3124
3125         /* Push the node boundaries out if requested */
3126         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3127 }
3128
3129 /*
3130  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3131  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3132  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3133  */
3134 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3135 {
3136         int zone_index;
3137         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3138                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3139                         continue;
3140
3141                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3142                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3143                         break;
3144         }
3145
3146         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3147         movable_zone = zone_index;
3148 }
3149
3150 /*
3151  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3152  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3153  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3154  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3155  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3156  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3157  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3158  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3159  */
3160 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3161                                         unsigned long zone_type,
3162                                         unsigned long node_start_pfn,
3163                                         unsigned long node_end_pfn,
3164                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3165                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3166 {
3167         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3168         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3169                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3170                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3171                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3172                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3173                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3174
3175                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3176                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3177                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3178                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3179
3180                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3181                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3182                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3183         }
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3188  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3189  */
3190 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3191                                         unsigned long zone_type,
3192                                         unsigned long *ignored)
3193 {
3194         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3195         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3196
3197         /* Get the start and end of the node and zone */
3198         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3199         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3200         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3201         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3202                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3203                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3204
3205         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3206         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3207                 return 0;
3208
3209         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3210         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3211         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3212
3213         /* Return the spanned pages */
3214         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3215 }
3216
3217 /*
3218  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3219  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3220  */
3221 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3222                                 unsigned long range_start_pfn,
3223                                 unsigned long range_end_pfn)
3224 {
3225         int i = 0;
3226         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3227         unsigned long start_pfn;
3228
3229         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3230         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3231         if (i == -1)
3232                 return 0;
3233
3234         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3235
3236         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3237         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3238                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3239
3240         /* Find all holes for the zone within the node */
3241         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3242
3243                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3244                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3245                         break;
3246
3247                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3248                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3249                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3250
3251                 /* Update the hole size cound and move on */
3252                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3253                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3254                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3255                 }
3256                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3257         }
3258
3259         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3260         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3261                 hole_pages += range_end_pfn -
3262                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3263
3264         return hole_pages;
3265 }
3266
3267 /**
3268  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3269  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3270  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3271  *
3272  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3273  */
3274 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3275                                                         unsigned long end_pfn)
3276 {
3277         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3278 }
3279
3280 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3281 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3282                                         unsigned long zone_type,
3283                                         unsigned long *ignored)
3284 {
3285         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3286         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3287
3288         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3289         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3290                                                         node_start_pfn);
3291         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3292                                                         node_end_pfn);
3293
3294         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3295                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3296                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3297         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3298 }
3299
3300 #else
3301 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3302                                         unsigned long zone_type,
3303                                         unsigned long *zones_size)
3304 {
3305         return zones_size[zone_type];
3306 }
3307
3308 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3309                                                 unsigned long zone_type,
3310                                                 unsigned long *zholes_size)
3311 {
3312         if (!zholes_size)
3313                 return 0;
3314
3315         return zholes_size[zone_type];
3316 }
3317
3318 #endif
3319
3320 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3321                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3322 {
3323         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3324         enum zone_type i;
3325
3326         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3327                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3328                                                                 zones_size);
3329         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3330
3331         realtotalpages = totalpages;
3332         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3333                 realtotalpages -=
3334                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3335                                                                 zholes_size);
3336         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3337         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3338                                                         realtotalpages);
3339 }
3340
3341 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3342 /*
3343  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3344  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3345  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3346  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3347  * bytes.
3348  */
3349 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3350 {
3351         unsigned long usemapsize;
3352
3353         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3354         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3355         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3356         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3357
3358         return usemapsize / 8;
3359 }
3360
3361 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3362                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3363 {
3364         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3365         zone->pageblock_flags = NULL;
3366         if (usemapsize) {
3367                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3368                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3369         }
3370 }
3371 #else
3372 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3373                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3374 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3375
3376 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3377
3378 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3379 static inline int pageblock_default_order(void)
3380 {
3381         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3382                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3383
3384         return MAX_ORDER-1;
3385 }
3386
3387 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3388 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3389 {
3390         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3391         if (pageblock_order)
3392                 return;
3393
3394         /*
3395          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3396          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3397          */
3398         pageblock_order = order;
3399 }
3400 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3401
3402 /*
3403  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3404  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3405  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3406  * pageblock_order based on the kernel config
3407  */
3408 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3409 {
3410         return MAX_ORDER-1;
3411 }
3412 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3413
3414 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3415
3416 /*
3417  * Set up the zone data structures:
3418  *   - mark all pages reserved
3419  *   - mark all memory queues empty
3420  *   - clear the memory bitmaps
3421  */
3422 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3423                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3424 {
3425         enum zone_type j;
3426         int nid = pgdat->node_id;
3427         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3428         int ret;
3429
3430         pgdat_resize_init(pgdat);
3431         pgdat->nr_zones = 0;
3432         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3433         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3434         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3435         
3436         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3437                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3438                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3439                 enum lru_list l;
3440
3441                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3442                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3443                                                                 zholes_size);
3444
3445                 /*
3446                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3447                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3448                  * and per-cpu initialisations
3449                  */
3450                 memmap_pages =
3451                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3452                 if (realsize >= memmap_pages) {
3453                         realsize -= memmap_pages;
3454                         printk(KERN_DEBUG
3455                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3456                                 zone_names[j], memmap_pages);
3457                 } else
3458                         printk(KERN_WARNING
3459                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3460                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3461
3462                 /* Account for reserved pages */
3463                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3464                         realsize -= dma_reserve;
3465                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3466                                         zone_names[0], dma_reserve);
3467                 }
3468
3469                 if (!is_highmem_idx(j))
3470                         nr_kernel_pages += realsize;
3471                 nr_all_pages += realsize;
3472
3473                 zone->spanned_pages = size;
3474                 zone->present_pages = realsize;
3475 #ifdef CONFIG_NUMA
3476                 zone->node = nid;
3477                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3478                                                 / 100;
3479                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3480 #endif
3481                 zone->name = zone_names[j];
3482                 spin_lock_init(&zone->lock);
3483                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3484                 zone_seqlock_init(zone);
3485                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3486
3487                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3488
3489                 zone_pcp_init(zone);
3490                 for_each_lru(l) {
3491                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3492                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3493                 }
3494                 zone->recent_rotated[0] = 0;
3495                 zone->recent_rotated[1] = 0;
3496                 zone->recent_scanned[0] = 0;
3497                 zone->recent_scanned[1] = 0;
3498                 zap_zone_vm_stats(zone);
3499                 zone->flags = 0;
3500                 if (!size)
3501                         continue;
3502
3503                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3504                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3505                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3506                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3507                 BUG_ON(ret);
3508                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3509                 zone_start_pfn += size;
3510         }
3511 }
3512
3513 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3514 {
3515         /* Skip empty nodes */
3516         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3517                 return;
3518
3519 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3520         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3521         if (!pgdat->node_mem_map) {
3522                 unsigned long size, start, end;
3523                 struct page *map;
3524
3525                 /*
3526                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3527                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3528                  * for the buddy allocator to function correctly.
3529                  */
3530                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3531                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3532                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3533                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3534                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3535                 if (!map)
3536                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3537                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3538         }
3539 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3540         /*
3541          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3542          */
3543         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3544                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3545 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3546                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3547                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3548 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3549         }
3550 #endif
3551 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3552 }
3553
3554 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3555                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3556 {
3557         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3558
3559         pgdat->node_id = nid;
3560         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3561         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3562
3563         alloc_node_mem_map(pgdat);
3564 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3565         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3566                 nid, (unsigned long)pgdat,
3567                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3568 #endif
3569
3570         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3571 }
3572
3573 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3574
3575 #if MAX_NUMNODES > 1
3576 /*
3577  * Figure out the number of possible node ids.
3578  */
3579 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3580 {
3581         unsigned int node;
3582         unsigned int highest = 0;
3583
3584         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3585                 highest = node;
3586         nr_node_ids = highest + 1;
3587 }
3588 #else
3589 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3590 {
3591 }
3592 #endif
3593
3594 /**
3595  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3596  * @nid: The node ID the range resides on
3597  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3598  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3599  *
3600  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3601  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3602  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3603  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3604  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3605  */
3606 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3607                                                 unsigned long end_pfn)
3608 {
3609         int i;
3610
3611         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3612                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3613                         "%d entries of %d used\n",
3614                         nid, start_pfn, end_pfn,
3615                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3616
3617         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3618
3619         /* Merge with existing active regions if possible */
3620         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3621                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3622                         continue;
3623
3624                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3625                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3626                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3627                         return;
3628
3629                 /* Merge forward if suitable */
3630                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3631                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3632                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3633                         return;
3634                 }
3635
3636                 /* Merge backward if suitable */
3637                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3638                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3639                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3640                         return;
3641                 }
3642         }
3643
3644         /* Check that early_node_map is large enough */
3645         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3646                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3647                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3648                 return;
3649         }
3650
3651         early_node_map[i].nid = nid;
3652         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3653         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3654         nr_nodemap_entries = i + 1;
3655 }
3656
3657 /**
3658  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3659  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3660  * @start_pfn: The new PFN of the range
3661  * @end_pfn: The new PFN of the range
3662  *
3663  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3664  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3665  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3666  * range.
3667  */
3668 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3669                                 unsigned long end_pfn)
3670 {
3671         int i, j;
3672         int removed = 0;
3673
3674         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3675                           nid, start_pfn, end_pfn);
3676
3677         /* Find the old active region end and shrink */
3678         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3679                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3680                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3681                         /* clear it */
3682                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3683                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3684                         removed = 1;
3685                         continue;
3686                 }
3687                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3688                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3689                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3690                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3691                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3692                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3693                         continue;
3694                 }
3695                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3696                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3697                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3698                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3699                         continue;
3700                 }
3701         }
3702
3703         if (!removed)
3704                 return;
3705
3706         /* remove the blank ones */
3707         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3708                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3709                         continue;
3710                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3711                         continue;
3712                 /* we found it, get rid of it */
3713                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3714                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3715                                 sizeof(early_node_map[j]));
3716                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3717                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3718                 nr_nodemap_entries--;
3719         }
3720 }
3721
3722 /**
3723  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3724  *
3725  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3726  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3727  * all currently registered regions.
3728  */
3729 void __init remove_all_active_ranges(void)
3730 {
3731         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3732         nr_nodemap_entries = 0;
3733 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3734         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3735         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3736 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3737 }
3738
3739 /* Compare two active node_active_regions */
3740 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3741 {
3742         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3743         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3744
3745         /* Done this way to avoid overflows */
3746         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3747                 return 1;
3748         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3749                 return -1;
3750
3751         return 0;
3752 }
3753
3754 /* sort the node_map by start_pfn */
3755 static void __init sort_node_map(void)
3756 {
3757         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3758                         sizeof(struct node_active_region),
3759                         cmp_node_active_region, NULL);
3760 }
3761
3762 /* Find the lowest pfn for a node */
3763 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3764 {
3765         int i;
3766         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3767
3768         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3769         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3770                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3771
3772         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3773                 printk(KERN_WARNING
3774                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3775                 return 0;
3776         }
3777
3778         return min_pfn;
3779 }
3780
3781 /**
3782  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3783  *
3784  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3785  * add_active_range().
3786  */
3787 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3788 {
3789         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3790 }
3791
3792 /*
3793  * early_calculate_totalpages()
3794  * Sum pages in active regions for movable zone.
3795  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3796  */
3797 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3798 {
3799         int i;
3800         unsigned long totalpages = 0;
3801
3802         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3803                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3804                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3805                 totalpages += pages;
3806                 if (pages)
3807                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3808         }
3809         return totalpages;
3810 }
3811
3812 /*
3813  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3814  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3815  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3816  * others
3817  */
3818 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3819 {
3820         int i, nid;
3821         unsigned long usable_startpfn;
3822         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3823         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3824         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3825
3826         /*
3827          * If movablecore was specified, calculate what size of
3828          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3829          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3830          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3831          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3832          * what movablecore would have allowed.
3833          */
3834         if (required_movablecore) {
3835                 unsigned long corepages;
3836
3837                 /*
3838                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3839                  * was requested by the user
3840                  */
3841                 required_movablecore =
3842                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3843                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3844
3845                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3846         }
3847
3848         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3849         if (!required_kernelcore)
3850                 return;
3851
3852         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3853         find_usable_zone_for_movable();
3854         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3855
3856 restart:
3857         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3858         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3859         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3860                 /*
3861                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3862                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3863                  * amount of memory for the kernel
3864                  */
3865                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3866                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3867
3868                 /*
3869                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3870                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3871                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3872                  */
3873                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3874
3875                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3876                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3877                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3878                         unsigned long size_pages;
3879
3880                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3881                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3882                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3883                         if (start_pfn >= end_pfn)
3884                                 continue;
3885
3886                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3887                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3888                                 unsigned long kernel_pages;
3889                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3890                                                                 - start_pfn;
3891
3892                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3893                                                         kernelcore_remaining);
3894                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3895                                                         required_kernelcore);
3896
3897                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3898                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3899
3900                                         /*
3901                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3902                                          * that if we have to rebalance
3903                                          * kernelcore across nodes, we will
3904                                          * not double account here
3905                                          */
3906                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3907                                         continue;
3908                                 }
3909                                 start_pfn = usable_startpfn;
3910                         }
3911
3912                         /*
3913                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3914                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3915                          * number of pages used as kernelcore
3916                          */
3917                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3918                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3919                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3920                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3921
3922                         /*
3923                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3924                          * break if the kernelcore for this node has been
3925                          * satisified
3926                          */
3927                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3928                                                                 size_pages);
3929                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3930                         if (!kernelcore_remaining)
3931                                 break;
3932                 }
3933         }
3934
3935         /*
3936          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3937          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3938          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3939          * satisified
3940          */
3941         usable_nodes--;
3942         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3943                 goto restart;
3944
3945         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3946         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3947                 zone_movable_pfn[nid] =
3948                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3949 }
3950
3951 /* Any regular memory on that node ? */
3952 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3953 {
3954 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3955         enum zone_type zone_type;
3956
3957         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3958                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3959                 if (zone->present_pages)
3960                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3961         }
3962 #endif
3963 }
3964
3965 /**
3966  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3967  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3968  *
3969  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3970  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3971  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3972  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3973  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3974  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3975  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3976  * at arch_max_dma_pfn.
3977  */
3978 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3979 {
3980         unsigned long nid;
3981         int i;
3982
3983         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3984         sort_node_map();
3985
3986         /* Record where the zone boundaries are */
3987         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3988                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3989         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3990                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3991         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3992         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3993         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3994                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3995                         continue;
3996                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3997                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3998                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3999                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4000         }
4001         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4002         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4003
4004         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4005         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4006         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4007
4008         /* Print out the zone ranges */
4009         printk("Zone PFN ranges:\n");
4010         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4011                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4012                         continue;
4013                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4014                                 zone_names[i],
4015                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4016                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4017         }
4018
4019         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4020         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4021         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4022                 if (zone_movable_pfn[i])
4023                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4024         }
4025
4026         /* Print out the early_node_map[] */
4027         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4028         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4029                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4030                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4031                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4032
4033         /* Initialise every node */
4034         mminit_verify_pageflags_layout();
4035         setup_nr_node_ids();
4036         for_each_online_node(nid) {
4037                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4038                 free_area_init_node(nid, NULL,
4039                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4040
4041                 /* Any memory on that node */
4042                 if (pgdat->node_present_pages)
4043                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4044                 check_for_regular_memory(pgdat);
4045         }
4046 }
4047
4048 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4049 {
4050         unsigned long long coremem;
4051         if (!p)
4052                 return -EINVAL;
4053
4054         coremem = memparse(p, &p);
4055         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4056
4057         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4058         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4059
4060         return 0;
4061 }
4062
4063 /*
4064  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4065  * cannot be reclaimed or migrated.
4066  */
4067 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4068 {
4069         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4070 }
4071
4072 /*
4073  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4074  * can be reclaimed or migrated.
4075  */
4076 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4077 {
4078         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4079 }
4080
4081 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4082 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4083
4084 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4085
4086 /**
4087  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4088  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4089  *
4090  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4091  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4092  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4093  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4094  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4095  * smaller per-cpu batchsize.
4096  */
4097 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4098 {
4099         dma_reserve = new_dma_reserve;
4100 }
4101
4102 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4103 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4104 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4105 #endif
4106
4107 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4108 {
4109         free_area_init_node(0, zones_size,
4110                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4111 }
4112
4113 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4114                                  unsigned long action, void *hcpu)
4115 {
4116         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4117
4118         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4119                 drain_pages(cpu);
4120
4121                 /*
4122                  * Spill the event counters of the dead processor
4123                  * into the current processors event counters.
4124                  * This artificially elevates the count of the current
4125                  * processor.
4126                  */
4127                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4128
4129                 /*
4130                  * Zero the differential counters of the dead processor
4131                  * so that the vm statistics are consistent.
4132                  *
4133                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4134                  * race with what we are doing.
4135                  */
4136                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4137         }
4138         return NOTIFY_OK;
4139 }
4140
4141 void __init page_alloc_init(void)
4142 {
4143         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4144 }
4145
4146 /*
4147  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4148  *      or min_free_kbytes changes.
4149  */
4150 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4151 {
4152         struct pglist_data *pgdat;
4153         unsigned long reserve_pages = 0;
4154         enum zone_type i, j;
4155
4156         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4157                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4158                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4159                         unsigned long max = 0;
4160
4161                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4162                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4163                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4164                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4165                         }
4166
4167                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4168                         max += zone->pages_high;
4169
4170                         if (max > zone->present_pages)
4171                                 max = zone->present_pages;
4172                         reserve_pages += max;
4173                 }
4174         }
4175         totalreserve_pages = reserve_pages;
4176 }
4177
4178 /*
4179  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4180  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4181  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4182  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4183  */
4184 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4185 {
4186         struct pglist_data *pgdat;
4187         enum zone_type j, idx;
4188
4189         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4190                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4191                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4192                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4193
4194                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4195
4196                         idx = j;
4197                         while (idx) {
4198                                 struct zone *lower_zone;
4199
4200                                 idx--;
4201
4202                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4203                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4204
4205                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4206                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4207                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4208                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4209                         }
4210                 }
4211         }
4212
4213         /* update totalreserve_pages */
4214         calculate_totalreserve_pages();
4215 }
4216
4217 /**
4218  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4219  *
4220  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4221  * with respect to min_free_kbytes.
4222  */
4223 void setup_per_zone_pages_min(void)
4224 {
4225         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4226         unsigned long lowmem_pages = 0;
4227         struct zone *zone;
4228         unsigned long flags;
4229
4230         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4231         for_each_zone(zone) {
4232                 if (!is_highmem(zone))
4233                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4234         }
4235
4236         for_each_zone(zone) {
4237                 u64 tmp;
4238
4239                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4240                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4241                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4242                 if (is_highmem(zone)) {
4243                         /*
4244                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4245                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4246                          * value here.
4247                          *
4248                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4249                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4250                          * not be capped for highmem.
4251                          */
4252                         int min_pages;
4253
4254                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4255                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4256                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4257                         if (min_pages > 128)
4258                                 min_pages = 128;
4259                         zone->pages_min = min_pages;
4260                 } else {
4261                         /*
4262                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4263                          * proportionate to the zone's size.
4264                          */
4265                         zone->pages_min = tmp;
4266                 }
4267
4268                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4269                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4270                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4271                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4272         }
4273
4274         /* update totalreserve_pages */
4275         calculate_totalreserve_pages();
4276 }
4277
4278 /**
4279  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4280  *
4281  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4282  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4283  * to be referenced again before it is swapped out.
4284  *
4285  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4286  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4287  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4288  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4289  *
4290  * total     target    max
4291  * memory    ratio     inactive anon
4292  * -------------------------------------
4293  *   10MB       1         5MB
4294  *  100MB       1        50MB
4295  *    1GB       3       250MB
4296  *   10GB      10       0.9GB
4297  *  100GB      31         3GB
4298  *    1TB     101        10GB
4299  *   10TB     320        32GB
4300  */
4301 void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4302 {
4303         struct zone *zone;
4304
4305         for_each_zone(zone) {
4306                 unsigned int gb, ratio;
4307
4308                 /* Zone size in gigabytes */
4309                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4310                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4311                 if (!ratio)
4312                         ratio = 1;
4313
4314                 zone->inactive_ratio = ratio;
4315         }
4316 }
4317
4318 /*
4319  * Initialise min_free_kbytes.
4320  *
4321  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4322  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4323  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4324  *
4325  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4326  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4327  *
4328  * which yields
4329  *
4330  * 16MB:        512k
4331  * 32MB:        724k
4332  * 64MB:        1024k
4333  * 128MB:       1448k
4334  * 256MB:       2048k
4335  * 512MB:       2896k
4336  * 1024MB:      4096k
4337  * 2048MB:      5792k
4338  * 4096MB:      8192k
4339  * 8192MB:      11584k
4340  * 16384MB:     16384k
4341  */
4342 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4343 {
4344         unsigned long lowmem_kbytes;
4345
4346         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4347
4348         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4349         if (min_free_kbytes < 128)
4350                 min_free_kbytes = 128;
4351         if (min_free_kbytes > 65536)
4352                 min_free_kbytes = 65536;
4353         setup_per_zone_pages_min();
4354         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4355         setup_per_zone_inactive_ratio();
4356         return 0;
4357 }
4358 module_init(init_per_zone_pages_min)
4359
4360 /*
4361  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4362  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4363  *      changes.
4364  */
4365 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4366         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4367 {
4368         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4369         if (write)
4370                 setup_per_zone_pages_min();
4371         return 0;
4372 }
4373
4374 #ifdef CONFIG_NUMA
4375 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4376         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4377 {
4378         struct zone *zone;
4379         int rc;
4380
4381         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4382         if (rc)
4383                 return rc;
4384
4385         for_each_zone(zone)
4386                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4387                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4388         return 0;
4389 }
4390
4391 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4392         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4393 {
4394         struct zone *zone;
4395         int rc;
4396
4397         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4398         if (rc)
4399                 return rc;
4400
4401         for_each_zone(zone)
4402                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4403                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4404         return 0;
4405 }
4406 #endif
4407
4408 /*
4409  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4410  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4411  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4412  *
4413  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4414  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4415  * if in function of the boot time zone sizes.
4416  */
4417 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4418         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4419 {
4420         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4421         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4422         return 0;
4423 }
4424
4425 /*
4426  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4427  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4428  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4429  */
4430
4431 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4432         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4433 {
4434         struct zone *zone;
4435         unsigned int cpu;
4436         int ret;
4437
4438         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4439         if (!write || (ret == -EINVAL))
4440                 return ret;
4441         for_each_zone(zone) {
4442                 for_each_online_cpu(cpu) {
4443                         unsigned long  high;
4444                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4445                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4446                 }
4447         }
4448         return 0;
4449 }
4450
4451 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4452
4453 #ifdef CONFIG_NUMA
4454 static int __init set_hashdist(char *str)
4455 {
4456         if (!str)
4457                 return 0;
4458         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4459         return 1;
4460 }
4461 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4462 #endif
4463
4464 /*
4465  * allocate a large system hash table from bootmem
4466  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4467  *   quantity of entries
4468  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4469  */
4470 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4471                                      unsigned long bucketsize,
4472                                      unsigned long numentries,
4473                                      int scale,
4474                                      int flags,
4475                                      unsigned int *_hash_shift,
4476                                      unsigned int *_hash_mask,
4477                                      unsigned long limit)
4478 {
4479         unsigned long long max = limit;
4480         unsigned long log2qty, size;
4481         void *table = NULL;
4482
4483         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4484         if (!numentries) {
4485                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4486                 numentries = nr_kernel_pages;
4487                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4488                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4489                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4490
4491                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4492                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4493                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4494                 else
4495                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4496
4497                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4498                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4499                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4500         }
4501         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4502
4503         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4504         if (max == 0) {
4505                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4506                 do_div(max, bucketsize);
4507         }
4508
4509         if (numentries > max)
4510                 numentries = max;
4511
4512         log2qty = ilog2(numentries);
4513
4514         do {
4515                 size = bucketsize << log2qty;
4516                 if (flags & HASH_EARLY)
4517                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4518                 else if (hashdist)
4519                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4520                 else {
4521                         unsigned long order = get_order(size);
4522                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4523                         /*
4524                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4525                          * some pages at the end of hash table.
4526                          */
4527                         if (table) {
4528                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4529                                                 (PAGE_SIZE << order);
4530                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4531                                                 PAGE_ALIGN(size);
4532                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4533                                 while (used < alloc_end) {
4534                                         free_page(used);
4535                                         used += PAGE_SIZE;
4536                                 }
4537                         }
4538                 }
4539         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4540
4541         if (!table)
4542                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4543
4544         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4545                tablename,
4546                (1U << log2qty),
4547                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4548                size);
4549
4550         if (_hash_shift)
4551                 *_hash_shift = log2qty;
4552         if (_hash_mask)
4553                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4554
4555         return table;
4556 }
4557
4558 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4559 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4560 {
4561         return __pfn_to_page(pfn);
4562 }
4563 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4564 {
4565         return __page_to_pfn(page);
4566 }
4567 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4568 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4569 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4570
4571 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4572 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4573                                                         unsigned long pfn)
4574 {
4575 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4576         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4577 #else
4578         return zone->pageblock_flags;
4579 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4580 }
4581
4582 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4583 {
4584 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4585         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4586         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4587 #else
4588         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4589         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4590 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4591 }
4592
4593 /**
4594  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4595  * @page: The page within the block of interest
4596  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4597  * @end_bitidx: The last bit of interest
4598  * returns pageblock_bits flags
4599  */
4600 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4601                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4602 {
4603         struct zone *zone;
4604         unsigned long *bitmap;
4605         unsigned long pfn, bitidx;
4606         unsigned long flags = 0;
4607         unsigned long value = 1;
4608
4609         zone = page_zone(page);
4610         pfn = page_to_pfn(page);
4611         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4612         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4613
4614         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4615                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4616                         flags |= value;
4617
4618         return flags;
4619 }
4620
4621 /**
4622  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4623  * @page: The page within the block of interest
4624  * @start_bitidx: The first bit of interest
4625  * @end_bitidx: The last bit of interest
4626  * @flags: The flags to set
4627  */
4628 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4629                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4630 {
4631         struct zone *zone;
4632         unsigned long *bitmap;
4633         unsigned long pfn, bitidx;
4634         unsigned long value = 1;
4635
4636         zone = page_zone(page);
4637         pfn = page_to_pfn(page);
4638         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4639         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4640         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4641         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4642
4643         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4644                 if (flags & value)
4645                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4646                 else
4647                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4648 }
4649
4650 /*
4651  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4652  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4653  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4654  */
4655
4656 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4657 {
4658         struct zone *zone;
4659         unsigned long flags;
4660         int ret = -EBUSY;
4661
4662         zone = page_zone(page);
4663         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4664         /*
4665          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4666          */
4667         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4668                 goto out;
4669         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4670         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4671         ret = 0;
4672 out:
4673         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4674         if (!ret)
4675                 drain_all_pages();
4676         return ret;
4677 }
4678
4679 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4680 {
4681         struct zone *zone;
4682         unsigned long flags;
4683         zone = page_zone(page);
4684         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4685         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4686                 goto out;
4687         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4688         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4689 out:
4690         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4691 }
4692
4693 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4694 /*
4695  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4696  */
4697 void
4698 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4699 {
4700         struct page *page;
4701         struct zone *zone;
4702         int order, i;
4703         unsigned long pfn;
4704         unsigned long flags;
4705         /* find the first valid pfn */
4706         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4707                 if (pfn_valid(pfn))
4708                         break;
4709         if (pfn == end_pfn)
4710                 return;
4711         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4712         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4713         pfn = start_pfn;
4714         while (pfn < end_pfn) {
4715                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4716                         pfn++;
4717                         continue;
4718                 }
4719                 page = pfn_to_page(pfn);
4720                 BUG_ON(page_count(page));
4721                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4722                 order = page_order(page);
4723 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4724                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4725                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4726 #endif
4727                 list_del(&page->lru);
4728                 rmv_page_order(page);
4729                 zone->free_area[order].nr_free--;
4730                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4731                                       - (1UL << order));
4732                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4733                         SetPageReserved((page+i));
4734                 pfn += (1 << order);
4735         }
4736         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4737 }
4738 #endif