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