Merge branch 'for-linus' of master.kernel.org:/home/rmk/linux-2.6-arm
[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         if (!preferred_zone)
1400                 return NULL;
1401
1402         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1403
1404 zonelist_scan:
1405         /*
1406          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1407          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1408          */
1409         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1410                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1411                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1412                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1413                                 continue;
1414                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1415                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1416                                 goto try_next_zone;
1417
1418                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1419                         unsigned long mark;
1420                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1421                                 mark = zone->pages_min;
1422                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1423                                 mark = zone->pages_low;
1424                         else
1425                                 mark = zone->pages_high;
1426                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1427                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1428                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1429                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1430                                         goto this_zone_full;
1431                         }
1432                 }
1433
1434                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1435                 if (page)
1436                         break;
1437 this_zone_full:
1438                 if (NUMA_BUILD)
1439                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1440 try_next_zone:
1441                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1442                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1443                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1444                         zlc_active = 1;
1445                         did_zlc_setup = 1;
1446                 }
1447         }
1448
1449         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1450                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1451                 zlc_active = 0;
1452                 goto zonelist_scan;
1453         }
1454         return page;
1455 }
1456
1457 /*
1458  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1459  */
1460 static struct page *
1461 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1462                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1463 {
1464         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1465         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1466         struct zoneref *z;
1467         struct zone *zone;
1468         struct page *page;
1469         struct reclaim_state reclaim_state;
1470         struct task_struct *p = current;
1471         int do_retry;
1472         int alloc_flags;
1473         unsigned long did_some_progress;
1474         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1475
1476         might_sleep_if(wait);
1477
1478         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1479                 return NULL;
1480
1481 restart:
1482         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1483
1484         if (unlikely(!z->zone)) {
1485                 /*
1486                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1487                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1488                  */
1489                 return NULL;
1490         }
1491
1492         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1493                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1494         if (page)
1495                 goto got_pg;
1496
1497         /*
1498          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1499          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1500          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1501          * using a larger set of nodes after it has established that the
1502          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1503          * over allocated.
1504          */
1505         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1506                 goto nopage;
1507
1508         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1509                 wakeup_kswapd(zone, order);
1510
1511         /*
1512          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1513          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1514          * to how we want to proceed.
1515          *
1516          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1517          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1518          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1519          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1520          */
1521         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1522         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1523                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1524         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1525                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1526         if (wait)
1527                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1528
1529         /*
1530          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1531          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1532          *
1533          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1534          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1535          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1536          */
1537         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1538                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1539         if (page)
1540                 goto got_pg;
1541
1542         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1543
1544 rebalance:
1545         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1546                         && !in_interrupt()) {
1547                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1548 nofail_alloc:
1549                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1550                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1551                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1552                         if (page)
1553                                 goto got_pg;
1554                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1555                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1556                                 goto nofail_alloc;
1557                         }
1558                 }
1559                 goto nopage;
1560         }
1561
1562         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1563         if (!wait)
1564                 goto nopage;
1565
1566         cond_resched();
1567
1568         /* We now go into synchronous reclaim */
1569         cpuset_memory_pressure_bump();
1570         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1571         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1572         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1573
1574         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1575
1576         p->reclaim_state = NULL;
1577         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1578
1579         cond_resched();
1580
1581         if (order != 0)
1582                 drain_all_pages();
1583
1584         if (likely(did_some_progress)) {
1585                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1586                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1587                 if (page)
1588                         goto got_pg;
1589         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1590                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1591                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1592                         goto restart;
1593                 }
1594
1595                 /*
1596                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1597                  * very high watermark here, this is only to catch
1598                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1599                  * under heavy pressure.
1600                  */
1601                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1602                         order, zonelist, high_zoneidx,
1603                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1604                 if (page) {
1605                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1606                         goto got_pg;
1607                 }
1608
1609                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1610                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1611                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1612                         goto nopage;
1613                 }
1614
1615                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1616                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1617                 goto restart;
1618         }
1619
1620         /*
1621          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1622          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1623          *
1624          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1625          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1626          * implementations.
1627          *
1628          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1629          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1630          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1631          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1632          * allocation still fails, we stop retrying.
1633          */
1634         pages_reclaimed += did_some_progress;
1635         do_retry = 0;
1636         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1637                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1638                         do_retry = 1;
1639                 } else {
1640                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1641                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1642                                         do_retry = 1;
1643                 }
1644                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1645                         do_retry = 1;
1646         }
1647         if (do_retry) {
1648                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1649                 goto rebalance;
1650         }
1651
1652 nopage:
1653         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1654                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1655                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1656                         p->comm, order, gfp_mask);
1657                 dump_stack();
1658                 show_mem();
1659         }
1660 got_pg:
1661         return page;
1662 }
1663
1664 struct page *
1665 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1666                 struct zonelist *zonelist)
1667 {
1668         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, NULL);
1669 }
1670
1671 struct page *
1672 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1673                 struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1674 {
1675         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, nodemask);
1676 }
1677
1678 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1679
1680 /*
1681  * Common helper functions.
1682  */
1683 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1684 {
1685         struct page * page;
1686         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1687         if (!page)
1688                 return 0;
1689         return (unsigned long) page_address(page);
1690 }
1691
1692 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1693
1694 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1695 {
1696         struct page * page;
1697
1698         /*
1699          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1700          * a highmem page
1701          */
1702         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1703
1704         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1705         if (page)
1706                 return (unsigned long) page_address(page);
1707         return 0;
1708 }
1709
1710 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1711
1712 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1713 {
1714         int i = pagevec_count(pvec);
1715
1716         while (--i >= 0)
1717                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1718 }
1719
1720 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1721 {
1722         if (put_page_testzero(page)) {
1723                 if (order == 0)
1724                         free_hot_page(page);
1725                 else
1726                         __free_pages_ok(page, order);
1727         }
1728 }
1729
1730 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1731
1732 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1733 {
1734         if (addr != 0) {
1735                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1736                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1737         }
1738 }
1739
1740 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1741
1742 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1743 {
1744         struct zoneref *z;
1745         struct zone *zone;
1746
1747         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1748         unsigned int sum = 0;
1749
1750         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1751
1752         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1753                 unsigned long size = zone->present_pages;
1754                 unsigned long high = zone->pages_high;
1755                 if (size > high)
1756                         sum += size - high;
1757         }
1758
1759         return sum;
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1764  */
1765 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1766 {
1767         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1770
1771 /*
1772  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1773  */
1774 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1775 {
1776         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1777 }
1778
1779 static inline void show_node(struct zone *zone)
1780 {
1781         if (NUMA_BUILD)
1782                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1783 }
1784
1785 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1786 {
1787         val->totalram = totalram_pages;
1788         val->sharedram = 0;
1789         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1790         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1791         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1792         val->freehigh = nr_free_highpages();
1793         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1794 }
1795
1796 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1797
1798 #ifdef CONFIG_NUMA
1799 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1800 {
1801         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1802
1803         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1804         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1805 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1806         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1807         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1808                         NR_FREE_PAGES);
1809 #else
1810         val->totalhigh = 0;
1811         val->freehigh = 0;
1812 #endif
1813         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1814 }
1815 #endif
1816
1817 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1818
1819 /*
1820  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1821  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1822  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1823  */
1824 void show_free_areas(void)
1825 {
1826         int cpu;
1827         struct zone *zone;
1828
1829         for_each_zone(zone) {
1830                 if (!populated_zone(zone))
1831                         continue;
1832
1833                 show_node(zone);
1834                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1835
1836                 for_each_online_cpu(cpu) {
1837                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1838
1839                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1840
1841                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1842                                cpu, pageset->pcp.high,
1843                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1844                 }
1845         }
1846
1847         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1848                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1849                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1850                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1851                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1852                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1853                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1854                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1855                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1856                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1857                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1858                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1859                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1860
1861         for_each_zone(zone) {
1862                 int i;
1863
1864                 if (!populated_zone(zone))
1865                         continue;
1866
1867                 show_node(zone);
1868                 printk("%s"
1869                         " free:%lukB"
1870                         " min:%lukB"
1871                         " low:%lukB"
1872                         " high:%lukB"
1873                         " active:%lukB"
1874                         " inactive:%lukB"
1875                         " present:%lukB"
1876                         " pages_scanned:%lu"
1877                         " all_unreclaimable? %s"
1878                         "\n",
1879                         zone->name,
1880                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1881                         K(zone->pages_min),
1882                         K(zone->pages_low),
1883                         K(zone->pages_high),
1884                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1885                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1886                         K(zone->present_pages),
1887                         zone->pages_scanned,
1888                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1889                         );
1890                 printk("lowmem_reserve[]:");
1891                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1892                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1893                 printk("\n");
1894         }
1895
1896         for_each_zone(zone) {
1897                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1898
1899                 if (!populated_zone(zone))
1900                         continue;
1901
1902                 show_node(zone);
1903                 printk("%s: ", zone->name);
1904
1905                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1906                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1907                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1908                         total += nr[order] << order;
1909                 }
1910                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1911                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1912                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1913                 printk("= %lukB\n", K(total));
1914         }
1915
1916         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1917
1918         show_swap_cache_info();
1919 }
1920
1921 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1922 {
1923         zoneref->zone = zone;
1924         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Builds allocation fallback zone lists.
1929  *
1930  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1931  */
1932 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1933                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1934 {
1935         struct zone *zone;
1936
1937         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1938         zone_type++;
1939
1940         do {
1941                 zone_type--;
1942                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1943                 if (populated_zone(zone)) {
1944                         zoneref_set_zone(zone,
1945                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1946                         check_highest_zone(zone_type);
1947                 }
1948
1949         } while (zone_type);
1950         return nr_zones;
1951 }
1952
1953
1954 /*
1955  *  zonelist_order:
1956  *  0 = automatic detection of better ordering.
1957  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1958  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1959  *
1960  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1961  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1962  */
1963 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1964 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1965 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1966
1967 /* zonelist order in the kernel.
1968  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1969  */
1970 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1971 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1972
1973
1974 #ifdef CONFIG_NUMA
1975 /* The value user specified ....changed by config */
1976 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1977 /* string for sysctl */
1978 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1979 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1980
1981 /*
1982  * interface for configure zonelist ordering.
1983  * command line option "numa_zonelist_order"
1984  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1985  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1986  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1987  */
1988
1989 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1990 {
1991         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1992                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1993         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1994                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1995         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1996                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1997         } else {
1998                 printk(KERN_WARNING
1999                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2000                         "%s\n", s);
2001                 return -EINVAL;
2002         }
2003         return 0;
2004 }
2005
2006 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2007 {
2008         if (s)
2009                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2010         return 0;
2011 }
2012 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2013
2014 /*
2015  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2016  */
2017 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2018                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2019                 loff_t *ppos)
2020 {
2021         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2022         int ret;
2023
2024         if (write)
2025                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2026                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2027         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2028         if (ret)
2029                 return ret;
2030         if (write) {
2031                 int oldval = user_zonelist_order;
2032                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2033                         /*
2034                          * bogus value.  restore saved string
2035                          */
2036                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2037                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2038                         user_zonelist_order = oldval;
2039                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2040                         build_all_zonelists();
2041         }
2042         return 0;
2043 }
2044
2045
2046 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2047 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2048
2049 /**
2050  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2051  * @node: node whose fallback list we're appending
2052  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2053  *
2054  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2055  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2056  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2057  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2058  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2059  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2060  * on them otherwise.
2061  * It returns -1 if no node is found.
2062  */
2063 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2064 {
2065         int n, val;
2066         int min_val = INT_MAX;
2067         int best_node = -1;
2068         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2069
2070         /* Use the local node if we haven't already */
2071         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2072                 node_set(node, *used_node_mask);
2073                 return node;
2074         }
2075
2076         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2077
2078                 /* Don't want a node to appear more than once */
2079                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2080                         continue;
2081
2082                 /* Use the distance array to find the distance */
2083                 val = node_distance(node, n);
2084
2085                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2086                 val += (n < node);
2087
2088                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2089                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2090                 if (!cpus_empty(*tmp))
2091                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2092
2093                 /* Slight preference for less loaded node */
2094                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2095                 val += node_load[n];
2096
2097                 if (val < min_val) {
2098                         min_val = val;
2099                         best_node = n;
2100                 }
2101         }
2102
2103         if (best_node >= 0)
2104                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2105
2106         return best_node;
2107 }
2108
2109
2110 /*
2111  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2112  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2113  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2114  */
2115 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2116 {
2117         int j;
2118         struct zonelist *zonelist;
2119
2120         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2121         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2122                 ;
2123         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2124                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2125         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2126         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Build gfp_thisnode zonelists
2131  */
2132 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2133 {
2134         int j;
2135         struct zonelist *zonelist;
2136
2137         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2138         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2139         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2140         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2145  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2146  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2147  * may still exist in local DMA zone.
2148  */
2149 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2150
2151 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2152 {
2153         int pos, j, node;
2154         int zone_type;          /* needs to be signed */
2155         struct zone *z;
2156         struct zonelist *zonelist;
2157
2158         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2159         pos = 0;
2160         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2161                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2162                         node = node_order[j];
2163                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2164                         if (populated_zone(z)) {
2165                                 zoneref_set_zone(z,
2166                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2167                                 check_highest_zone(zone_type);
2168                         }
2169                 }
2170         }
2171         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2172         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2173 }
2174
2175 static int default_zonelist_order(void)
2176 {
2177         int nid, zone_type;
2178         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2179         struct zone *z;
2180         int average_size;
2181         /*
2182          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2183          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2184          * into OOM very easily.
2185          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2186          */
2187         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2188         low_kmem_size = 0;
2189         total_size = 0;
2190         for_each_online_node(nid) {
2191                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2192                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2193                         if (populated_zone(z)) {
2194                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2195                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2196                                 total_size += z->present_pages;
2197                         }
2198                 }
2199         }
2200         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2201             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2202                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2203         /*
2204          * look into each node's config.
2205          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2206          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2207          */
2208         average_size = total_size /
2209                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2210         for_each_online_node(nid) {
2211                 low_kmem_size = 0;
2212                 total_size = 0;
2213                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2214                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2215                         if (populated_zone(z)) {
2216                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2217                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2218                                 total_size += z->present_pages;
2219                         }
2220                 }
2221                 if (low_kmem_size &&
2222                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2223                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2224                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2225         }
2226         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2227 }
2228
2229 static void set_zonelist_order(void)
2230 {
2231         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2232                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2233         else
2234                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2235 }
2236
2237 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2238 {
2239         int j, node, load;
2240         enum zone_type i;
2241         nodemask_t used_mask;
2242         int local_node, prev_node;
2243         struct zonelist *zonelist;
2244         int order = current_zonelist_order;
2245
2246         /* initialize zonelists */
2247         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2248                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2249                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2250                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2251         }
2252
2253         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2254         local_node = pgdat->node_id;
2255         load = num_online_nodes();
2256         prev_node = local_node;
2257         nodes_clear(used_mask);
2258
2259         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2260         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2261         j = 0;
2262
2263         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2264                 int distance = node_distance(local_node, node);
2265
2266                 /*
2267                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2268                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2269                  */
2270                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2271                         zone_reclaim_mode = 1;
2272
2273                 /*
2274                  * We don't want to pressure a particular node.
2275                  * So adding penalty to the first node in same
2276                  * distance group to make it round-robin.
2277                  */
2278                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2279                         node_load[node] = load;
2280
2281                 prev_node = node;
2282                 load--;
2283                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2284                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2285                 else
2286                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2287         }
2288
2289         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2290                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2291                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2292         }
2293
2294         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2295 }
2296
2297 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2298 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2299 {
2300         struct zonelist *zonelist;
2301         struct zonelist_cache *zlc;
2302         struct zoneref *z;
2303
2304         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2305         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2306         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2307         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2308                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2309 }
2310
2311
2312 #else   /* CONFIG_NUMA */
2313
2314 static void set_zonelist_order(void)
2315 {
2316         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2317 }
2318
2319 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2320 {
2321         int node, local_node;
2322         enum zone_type j;
2323         struct zonelist *zonelist;
2324
2325         local_node = pgdat->node_id;
2326
2327         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2328         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2329
2330         /*
2331          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2332          * of all the other nodes.
2333          * We don't want to pressure a particular node, so when
2334          * building the zones for node N, we make sure that the
2335          * zones coming right after the local ones are those from
2336          * node N+1 (modulo N)
2337          */
2338         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2339                 if (!node_online(node))
2340                         continue;
2341                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2342                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2343         }
2344         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2345                 if (!node_online(node))
2346                         continue;
2347                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2348                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2349         }
2350
2351         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2352         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2353 }
2354
2355 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2356 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2357 {
2358         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2359         pgdat->node_zonelists[1].zlcache_ptr = NULL;
2360 }
2361
2362 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2363
2364 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2365 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2366 {
2367         int nid;
2368
2369         for_each_online_node(nid) {
2370                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2371
2372                 build_zonelists(pgdat);
2373                 build_zonelist_cache(pgdat);
2374         }
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 void build_all_zonelists(void)
2379 {
2380         set_zonelist_order();
2381
2382         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2383                 __build_all_zonelists(NULL);
2384                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2385         } else {
2386                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2387                    of zonelist */
2388                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2389                 /* cpuset refresh routine should be here */
2390         }
2391         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2392         /*
2393          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2394          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2395          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2396          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2397          * disabled and enable it later
2398          */
2399         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2400                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2401         else
2402                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2403
2404         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2405                 "Total pages: %ld\n",
2406                         num_online_nodes(),
2407                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2408                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2409                         vm_total_pages);
2410 #ifdef CONFIG_NUMA
2411         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2412 #endif
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2417  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2418  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2419  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2420  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2421  * conservative, even though it seems large.
2422  *
2423  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2424  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2425  */
2426 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2427
2428 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2429 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2430 {
2431         unsigned long size = 1;
2432
2433         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2434
2435         while (size < pages)
2436                 size <<= 1;
2437
2438         /*
2439          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2440          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2441          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2442          */
2443         size = min(size, 4096UL);
2444
2445         return max(size, 4UL);
2446 }
2447 #else
2448 /*
2449  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2450  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2451  *
2452  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2453  *
2454  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2455  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2456  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2457  *
2458  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2459  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2460  *
2461  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2462  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2463  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2464  */
2465 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2466 {
2467         return 4096UL;
2468 }
2469 #endif
2470
2471 /*
2472  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2473  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2474  * hash function before the remainder is taken.
2475  */
2476 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2477 {
2478         return ffz(~size);
2479 }
2480
2481 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2482
2483 /*
2484  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2485  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2486  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2487  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2488  * blocks as reclaim kicks in
2489  */
2490 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2491 {
2492         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2493         struct page *page;
2494         unsigned long reserve, block_migratetype;
2495
2496         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2497         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2498         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2499         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2500                                                         pageblock_order;
2501
2502         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2503                 if (!pfn_valid(pfn))
2504                         continue;
2505                 page = pfn_to_page(pfn);
2506
2507                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2508                 if (PageReserved(page))
2509                         continue;
2510
2511                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2512
2513                 /* If this block is reserved, account for it */
2514                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2515                         reserve--;
2516                         continue;
2517                 }
2518
2519                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2520                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2521                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2522                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2523                         reserve--;
2524                         continue;
2525                 }
2526
2527                 /*
2528                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2529                  * take it back
2530                  */
2531                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2532                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2533                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2534                 }
2535         }
2536 }
2537
2538 /*
2539  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2540  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2541  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2542  */
2543 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2544                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2545 {
2546         struct page *page;
2547         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2548         unsigned long pfn;
2549         struct zone *z;
2550
2551         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2552         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2553                 /*
2554                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2555                  * handed to this function.  They do not
2556                  * exist on hotplugged memory.
2557                  */
2558                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2559                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2560                                 continue;
2561                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2562                                 continue;
2563                 }
2564                 page = pfn_to_page(pfn);
2565                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2566                 init_page_count(page);
2567                 reset_page_mapcount(page);
2568                 SetPageReserved(page);
2569                 /*
2570                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2571                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2572                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2573                  * the address space during boot when many long-lived
2574                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2575                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2576                  * setup_zone_migrate_reserve()
2577                  *
2578                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2579                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2580                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2581                  * pfn out of zone.
2582                  */
2583                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2584                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2585                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2586                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2587
2588                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2589 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2590                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2591                 if (!is_highmem_idx(zone))
2592                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2593 #endif
2594         }
2595 }
2596
2597 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2598 {
2599         int order, t;
2600         for_each_migratetype_order(order, t) {
2601                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2602                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2603         }
2604 }
2605
2606 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2607 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2608         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2609 #endif
2610
2611 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2612 {
2613         int batch;
2614
2615         /*
2616          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2617          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2618          *
2619          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2620          */
2621         batch = zone->present_pages / 1024;
2622         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2623                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2624         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2625         if (batch < 1)
2626                 batch = 1;
2627
2628         /*
2629          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2630          * of 2 value was found to be more likely to have
2631          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2632          *
2633          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2634          * batches of pages, one task can end up with a lot
2635          * of pages of one half of the possible page colors
2636          * and the other with pages of the other colors.
2637          */
2638         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2639
2640         return batch;
2641 }
2642
2643 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2644 {
2645         struct per_cpu_pages *pcp;
2646
2647         memset(p, 0, sizeof(*p));
2648
2649         pcp = &p->pcp;
2650         pcp->count = 0;
2651         pcp->high = 6 * batch;
2652         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2653         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2658  * to the value high for the pageset p.
2659  */
2660
2661 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2662                                 unsigned long high)
2663 {
2664         struct per_cpu_pages *pcp;
2665
2666         pcp = &p->pcp;
2667         pcp->high = high;
2668         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2669         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2670                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2671 }
2672
2673
2674 #ifdef CONFIG_NUMA
2675 /*
2676  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2677  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2678  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2679  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2680  * with interrupts disabled.
2681  *
2682  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2683  *
2684  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2685  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2686  * hotplugged processors.
2687  *
2688  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2689  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2690  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2691  */
2692 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2693
2694 /*
2695  * Dynamically allocate memory for the
2696  * per cpu pageset array in struct zone.
2697  */
2698 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2699 {
2700         struct zone *zone, *dzone;
2701         int node = cpu_to_node(cpu);
2702
2703         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2704
2705         for_each_zone(zone) {
2706
2707                 if (!populated_zone(zone))
2708                         continue;
2709
2710                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2711                                          GFP_KERNEL, node);
2712                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2713                         goto bad;
2714
2715                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2716
2717                 if (percpu_pagelist_fraction)
2718                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2719                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2720         }
2721
2722         return 0;
2723 bad:
2724         for_each_zone(dzone) {
2725                 if (!populated_zone(dzone))
2726                         continue;
2727                 if (dzone == zone)
2728                         break;
2729                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2730                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2731         }
2732         return -ENOMEM;
2733 }
2734
2735 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2736 {
2737         struct zone *zone;
2738
2739         for_each_zone(zone) {
2740                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2741
2742                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2743                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2744                         kfree(pset);
2745                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2746         }
2747 }
2748
2749 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2750                 unsigned long action,
2751                 void *hcpu)
2752 {
2753         int cpu = (long)hcpu;
2754         int ret = NOTIFY_OK;
2755
2756         switch (action) {
2757         case CPU_UP_PREPARE:
2758         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2759                 if (process_zones(cpu))
2760                         ret = NOTIFY_BAD;
2761                 break;
2762         case CPU_UP_CANCELED:
2763         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2764         case CPU_DEAD:
2765         case CPU_DEAD_FROZEN:
2766                 free_zone_pagesets(cpu);
2767                 break;
2768         default:
2769                 break;
2770         }
2771         return ret;
2772 }
2773
2774 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2775         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2776
2777 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2778 {
2779         int err;
2780
2781         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2782          * A cpuup callback will do this for every cpu
2783          * as it comes online
2784          */
2785         err = process_zones(smp_processor_id());
2786         BUG_ON(err);
2787         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2788 }
2789
2790 #endif
2791
2792 static noinline __init_refok
2793 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2794 {
2795         int i;
2796         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2797         size_t alloc_size;
2798
2799         /*
2800          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2801          * per zone.
2802          */
2803         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2804                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2805         zone->wait_table_bits =
2806                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2807         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2808                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2809
2810         if (!slab_is_available()) {
2811                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2812                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2813         } else {
2814                 /*
2815                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2816                  * via memory hot-add.
2817                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2818                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2819                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2820                  * node itself as well.
2821                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2822                  * necessary.
2823                  */
2824                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2825         }
2826         if (!zone->wait_table)
2827                 return -ENOMEM;
2828
2829         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2830                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2831
2832         return 0;
2833 }
2834
2835 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2836 {
2837         int cpu;
2838         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2839
2840         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2841 #ifdef CONFIG_NUMA
2842                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2843                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2844                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2845 #else
2846                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2847 #endif
2848         }
2849         if (zone->present_pages)
2850                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2851                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2852 }
2853
2854 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2855                                         unsigned long zone_start_pfn,
2856                                         unsigned long size,
2857                                         enum memmap_context context)
2858 {
2859         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2860         int ret;
2861         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2862         if (ret)
2863                 return ret;
2864         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2865
2866         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2867
2868         zone_init_free_lists(zone);
2869
2870         return 0;
2871 }
2872
2873 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2874 /*
2875  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2876  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2877  */
2878 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2879 {
2880         int i;
2881
2882         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2883                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2884                         return i;
2885
2886         return -1;
2887 }
2888
2889 /*
2890  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2891  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2892  */
2893 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2894 {
2895         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2896                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2897                         return index;
2898
2899         return -1;
2900 }
2901
2902 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2903 /*
2904  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2905  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2906  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2907  * alternative
2908  */
2909 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2910 {
2911         int i;
2912
2913         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2914                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2915                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2916
2917                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2918                         return early_node_map[i].nid;
2919         }
2920
2921         return 0;
2922 }
2923 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2924
2925 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2926 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2927         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2928                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2929
2930 /**
2931  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2932  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2933  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2934  *
2935  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2936  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2937  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2938  */
2939 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2940                                                 unsigned long max_low_pfn)
2941 {
2942         int i;
2943
2944         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2945                 unsigned long size_pages = 0;
2946                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2947
2948                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2949                         continue;
2950
2951                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2952                         end_pfn = max_low_pfn;
2953
2954                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2955                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2956                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2957                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2958         }
2959 }
2960
2961 /**
2962  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2963  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2964  *
2965  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2966  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2967  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2968  */
2969 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2970 {
2971         int i;
2972
2973         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2974                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2975                                 early_node_map[i].start_pfn,
2976                                 early_node_map[i].end_pfn);
2977 }
2978
2979 /**
2980  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2981  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2982  * @start_pfn: The start pfn of the node
2983  * @end_pfn: The end pfn of the node
2984  *
2985  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2986  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2987  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2988  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2989  * be used later.
2990  */
2991 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2992 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2993                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2994 {
2995         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2996                         nid, start_pfn, end_pfn);
2997
2998         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2999         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3000                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3001
3002         /* Update the boundaries */
3003         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3004                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3005         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3006                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3007 }
3008
3009 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3010 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3011                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3012 {
3013         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3014                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3015
3016         /* Return if boundary information has not been provided */
3017         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3018                 return;
3019
3020         /* Check the boundaries and update if necessary */
3021         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3022                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3023         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3024                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3025 }
3026 #else
3027 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3028                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3029
3030 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3031                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3032 #endif
3033
3034
3035 /**
3036  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3037  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3038  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3039  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3040  *
3041  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3042  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3043  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3044  * PFNs will be 0.
3045  */
3046 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3047                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3048 {
3049         int i;
3050         *start_pfn = -1UL;
3051         *end_pfn = 0;
3052
3053         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3054                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3055                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3056         }
3057
3058         if (*start_pfn == -1UL)
3059                 *start_pfn = 0;
3060
3061         /* Push the node boundaries out if requested */
3062         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3063 }
3064
3065 /*
3066  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3067  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3068  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3069  */
3070 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3071 {
3072         int zone_index;
3073         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3074                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3075                         continue;
3076
3077                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3078                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3079                         break;
3080         }
3081
3082         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3083         movable_zone = zone_index;
3084 }
3085
3086 /*
3087  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3088  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3089  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3090  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3091  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3092  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3093  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3094  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3095  */
3096 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3097                                         unsigned long zone_type,
3098                                         unsigned long node_start_pfn,
3099                                         unsigned long node_end_pfn,
3100                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3101                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3102 {
3103         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3104         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3105                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3106                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3107                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3108                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3109                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3110
3111                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3112                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3113                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3114                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3115
3116                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3117                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3118                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3119         }
3120 }
3121
3122 /*
3123  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3124  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3125  */
3126 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3127                                         unsigned long zone_type,
3128                                         unsigned long *ignored)
3129 {
3130         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3131         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3132
3133         /* Get the start and end of the node and zone */
3134         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3135         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3136         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3137         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3138                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3139                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3140
3141         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3142         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3143                 return 0;
3144
3145         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3146         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3147         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3148
3149         /* Return the spanned pages */
3150         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3155  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3156  */
3157 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3158                                 unsigned long range_start_pfn,
3159                                 unsigned long range_end_pfn)
3160 {
3161         int i = 0;
3162         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3163         unsigned long start_pfn;
3164
3165         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3166         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3167         if (i == -1)
3168                 return 0;
3169
3170         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3171
3172         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3173         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3174                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3175
3176         /* Find all holes for the zone within the node */
3177         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3178
3179                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3180                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3181                         break;
3182
3183                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3184                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3185                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3186
3187                 /* Update the hole size cound and move on */
3188                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3189                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3190                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3191                 }
3192                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3193         }
3194
3195         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3196         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3197                 hole_pages += range_end_pfn -
3198                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3199
3200         return hole_pages;
3201 }
3202
3203 /**
3204  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3205  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3206  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3207  *
3208  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3209  */
3210 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3211                                                         unsigned long end_pfn)
3212 {
3213         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3214 }
3215
3216 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3217 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3218                                         unsigned long zone_type,
3219                                         unsigned long *ignored)
3220 {
3221         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3222         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3223
3224         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3225         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3226                                                         node_start_pfn);
3227         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3228                                                         node_end_pfn);
3229
3230         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3231                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3232                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3233         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3234 }
3235
3236 #else
3237 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3238                                         unsigned long zone_type,
3239                                         unsigned long *zones_size)
3240 {
3241         return zones_size[zone_type];
3242 }
3243
3244 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3245                                                 unsigned long zone_type,
3246                                                 unsigned long *zholes_size)
3247 {
3248         if (!zholes_size)
3249                 return 0;
3250
3251         return zholes_size[zone_type];
3252 }
3253
3254 #endif
3255
3256 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3257                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3258 {
3259         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3260         enum zone_type i;
3261
3262         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3263                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3264                                                                 zones_size);
3265         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3266
3267         realtotalpages = totalpages;
3268         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3269                 realtotalpages -=
3270                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3271                                                                 zholes_size);
3272         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3273         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3274                                                         realtotalpages);
3275 }
3276
3277 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3278 /*
3279  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3280  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3281  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3282  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3283  * bytes.
3284  */
3285 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3286 {
3287         unsigned long usemapsize;
3288
3289         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3290         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3291         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3292         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3293
3294         return usemapsize / 8;
3295 }
3296
3297 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3298                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3299 {
3300         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3301         zone->pageblock_flags = NULL;
3302         if (usemapsize) {
3303                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3304                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3305         }
3306 }
3307 #else
3308 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3309                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3310 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3311
3312 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3313
3314 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3315 static inline int pageblock_default_order(void)
3316 {
3317         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3318                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3319
3320         return MAX_ORDER-1;
3321 }
3322
3323 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3324 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3325 {
3326         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3327         if (pageblock_order)
3328                 return;
3329
3330         /*
3331          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3332          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3333          */
3334         pageblock_order = order;
3335 }
3336 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3337
3338 /*
3339  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3340  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3341  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3342  * pageblock_order based on the kernel config
3343  */
3344 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3345 {
3346         return MAX_ORDER-1;
3347 }
3348 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3349
3350 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3351
3352 /*
3353  * Set up the zone data structures:
3354  *   - mark all pages reserved
3355  *   - mark all memory queues empty
3356  *   - clear the memory bitmaps
3357  */
3358 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3359                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3360 {
3361         enum zone_type j;
3362         int nid = pgdat->node_id;
3363         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3364         int ret;
3365
3366         pgdat_resize_init(pgdat);
3367         pgdat->nr_zones = 0;
3368         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3369         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3370         
3371         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3372                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3373                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3374
3375                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3376                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3377                                                                 zholes_size);
3378
3379                 /*
3380                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3381                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3382                  * and per-cpu initialisations
3383                  */
3384                 memmap_pages =
3385                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3386                 if (realsize >= memmap_pages) {
3387                         realsize -= memmap_pages;
3388                         printk(KERN_DEBUG
3389                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3390                                 zone_names[j], memmap_pages);
3391                 } else
3392                         printk(KERN_WARNING
3393                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3394                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3395
3396                 /* Account for reserved pages */
3397                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3398                         realsize -= dma_reserve;
3399                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3400                                         zone_names[0], dma_reserve);
3401                 }
3402
3403                 if (!is_highmem_idx(j))
3404                         nr_kernel_pages += realsize;
3405                 nr_all_pages += realsize;
3406
3407                 zone->spanned_pages = size;
3408                 zone->present_pages = realsize;
3409 #ifdef CONFIG_NUMA
3410                 zone->node = nid;
3411                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3412                                                 / 100;
3413                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3414 #endif
3415                 zone->name = zone_names[j];
3416                 spin_lock_init(&zone->lock);
3417                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3418                 zone_seqlock_init(zone);
3419                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3420
3421                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3422
3423                 zone_pcp_init(zone);
3424                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3425                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3426                 zone->nr_scan_active = 0;
3427                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3428                 zap_zone_vm_stats(zone);
3429                 zone->flags = 0;
3430                 if (!size)
3431                         continue;
3432
3433                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3434                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3435                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3436                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3437                 BUG_ON(ret);
3438                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3439                 zone_start_pfn += size;
3440         }
3441 }
3442
3443 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3444 {
3445         /* Skip empty nodes */
3446         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3447                 return;
3448
3449 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3450         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3451         if (!pgdat->node_mem_map) {
3452                 unsigned long size, start, end;
3453                 struct page *map;
3454
3455                 /*
3456                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3457                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3458                  * for the buddy allocator to function correctly.
3459                  */
3460                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3461                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3462                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3463                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3464                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3465                 if (!map)
3466                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3467                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3468         }
3469 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3470         /*
3471          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3472          */
3473         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3474                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3475 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3476                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3477                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3478 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3479         }
3480 #endif
3481 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3482 }
3483
3484 void __paginginit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3485                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3486                 unsigned long *zholes_size)
3487 {
3488         pgdat->node_id = nid;
3489         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3490         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3491
3492         alloc_node_mem_map(pgdat);
3493
3494         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3495 }
3496
3497 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3498
3499 #if MAX_NUMNODES > 1
3500 /*
3501  * Figure out the number of possible node ids.
3502  */
3503 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3504 {
3505         unsigned int node;
3506         unsigned int highest = 0;
3507
3508         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3509                 highest = node;
3510         nr_node_ids = highest + 1;
3511 }
3512 #else
3513 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3514 {
3515 }
3516 #endif
3517
3518 /**
3519  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3520  * @nid: The node ID the range resides on
3521  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3522  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3523  *
3524  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3525  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3526  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3527  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3528  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3529  */
3530 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3531                                                 unsigned long end_pfn)
3532 {
3533         int i;
3534
3535         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
3536                           "%d entries of %d used\n",
3537                           nid, start_pfn, end_pfn,
3538                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3539
3540         /* Merge with existing active regions if possible */
3541         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3542                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3543                         continue;
3544
3545                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3546                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3547                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3548                         return;
3549
3550                 /* Merge forward if suitable */
3551                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3552                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3553                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3554                         return;
3555                 }
3556
3557                 /* Merge backward if suitable */
3558                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3559                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3560                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3561                         return;
3562                 }
3563         }
3564
3565         /* Check that early_node_map is large enough */
3566         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3567                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3568                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3569                 return;
3570         }
3571
3572         early_node_map[i].nid = nid;
3573         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3574         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3575         nr_nodemap_entries = i + 1;
3576 }
3577
3578 /**
3579  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3580  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3581  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3582  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3583  *
3584  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3585  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3586  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3587  * an existing registered range.
3588  */
3589 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3590                                                 unsigned long new_end_pfn)
3591 {
3592         int i;
3593
3594         /* Find the old active region end and shrink */
3595         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3596                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3597                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3598                         break;
3599                 }
3600 }
3601
3602 /**
3603  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3604  *
3605  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3606  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3607  * all currently registered regions.
3608  */
3609 void __init remove_all_active_ranges(void)
3610 {
3611         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3612         nr_nodemap_entries = 0;
3613 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3614         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3615         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3616 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3617 }
3618
3619 /* Compare two active node_active_regions */
3620 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3621 {
3622         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3623         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3624
3625         /* Done this way to avoid overflows */
3626         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3627                 return 1;
3628         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3629                 return -1;
3630
3631         return 0;
3632 }
3633
3634 /* sort the node_map by start_pfn */
3635 static void __init sort_node_map(void)
3636 {
3637         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3638                         sizeof(struct node_active_region),
3639                         cmp_node_active_region, NULL);
3640 }
3641
3642 /* Find the lowest pfn for a node */
3643 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3644 {
3645         int i;
3646         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3647
3648         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3649         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3650                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3651
3652         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3653                 printk(KERN_WARNING
3654                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3655                 return 0;
3656         }
3657
3658         return min_pfn;
3659 }
3660
3661 /**
3662  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3663  *
3664  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3665  * add_active_range().
3666  */
3667 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3668 {
3669         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3670 }
3671
3672 /**
3673  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3674  *
3675  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3676  * add_active_range().
3677  */
3678 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3679 {
3680         int i;
3681         unsigned long max_pfn = 0;
3682
3683         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3684                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3685
3686         return max_pfn;
3687 }
3688
3689 /*
3690  * early_calculate_totalpages()
3691  * Sum pages in active regions for movable zone.
3692  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3693  */
3694 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3695 {
3696         int i;
3697         unsigned long totalpages = 0;
3698
3699         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3700                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3701                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3702                 totalpages += pages;
3703                 if (pages)
3704                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3705         }
3706         return totalpages;
3707 }
3708
3709 /*
3710  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3711  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3712  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3713  * others
3714  */
3715 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3716 {
3717         int i, nid;
3718         unsigned long usable_startpfn;
3719         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3720         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3721         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3722
3723         /*
3724          * If movablecore was specified, calculate what size of
3725          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3726          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3727          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3728          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3729          * what movablecore would have allowed.
3730          */
3731         if (required_movablecore) {
3732                 unsigned long corepages;
3733
3734                 /*
3735                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3736                  * was requested by the user
3737                  */
3738                 required_movablecore =
3739                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3740                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3741
3742                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3743         }
3744
3745         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3746         if (!required_kernelcore)
3747                 return;
3748
3749         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3750         find_usable_zone_for_movable();
3751         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3752
3753 restart:
3754         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3755         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3756         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3757                 /*
3758                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3759                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3760                  * amount of memory for the kernel
3761                  */
3762                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3763                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3764
3765                 /*
3766                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3767                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3768                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3769                  */
3770                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3771
3772                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3773                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3774                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3775                         unsigned long size_pages;
3776
3777                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3778                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3779                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3780                         if (start_pfn >= end_pfn)
3781                                 continue;
3782
3783                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3784                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3785                                 unsigned long kernel_pages;
3786                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3787                                                                 - start_pfn;
3788
3789                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3790                                                         kernelcore_remaining);
3791                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3792                                                         required_kernelcore);
3793
3794                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3795                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3796
3797                                         /*
3798                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3799                                          * that if we have to rebalance
3800                                          * kernelcore across nodes, we will
3801                                          * not double account here
3802                                          */
3803                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3804                                         continue;
3805                                 }
3806                                 start_pfn = usable_startpfn;
3807                         }
3808
3809                         /*
3810                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3811                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3812                          * number of pages used as kernelcore
3813                          */
3814                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3815                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3816                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3817                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3818
3819                         /*
3820                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3821                          * break if the kernelcore for this node has been
3822                          * satisified
3823                          */
3824                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3825                                                                 size_pages);
3826                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3827                         if (!kernelcore_remaining)
3828                                 break;
3829                 }
3830         }
3831
3832         /*
3833          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3834          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3835          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3836          * satisified
3837          */
3838         usable_nodes--;
3839         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3840                 goto restart;
3841
3842         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3843         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3844                 zone_movable_pfn[nid] =
3845                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3846 }
3847
3848 /* Any regular memory on that node ? */
3849 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3850 {
3851 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3852         enum zone_type zone_type;
3853
3854         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3855                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3856                 if (zone->present_pages)
3857                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3858         }
3859 #endif
3860 }
3861
3862 /**
3863  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3864  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3865  *
3866  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3867  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3868  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3869  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3870  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3871  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3872  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3873  * at arch_max_dma_pfn.
3874  */
3875 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3876 {
3877         unsigned long nid;
3878         enum zone_type i;
3879
3880         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3881         sort_node_map();
3882
3883         /* Record where the zone boundaries are */
3884         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3885                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3886         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3887                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3888         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3889         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3890         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3891                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3892                         continue;
3893                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3894                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3895                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3896                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3897         }
3898         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3899         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3900
3901         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3902         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3903         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3904
3905         /* Print out the zone ranges */
3906         printk("Zone PFN ranges:\n");
3907         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3908                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3909                         continue;
3910                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
3911                                 zone_names[i],
3912                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3913                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3914         }
3915
3916         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3917         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3918         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3919                 if (zone_movable_pfn[i])
3920                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3921         }
3922
3923         /* Print out the early_node_map[] */
3924         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3925         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3926                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
3927                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3928                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3929
3930         /* Initialise every node */
3931         setup_nr_node_ids();
3932         for_each_online_node(nid) {
3933                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3934                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3935                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3936
3937                 /* Any memory on that node */
3938                 if (pgdat->node_present_pages)
3939                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
3940                 check_for_regular_memory(pgdat);
3941         }
3942 }
3943
3944 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
3945 {
3946         unsigned long long coremem;
3947         if (!p)
3948                 return -EINVAL;
3949
3950         coremem = memparse(p, &p);
3951         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
3952
3953         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
3954         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
3955
3956         return 0;
3957 }
3958
3959 /*
3960  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3961  * cannot be reclaimed or migrated.
3962  */
3963 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
3964 {
3965         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
3966 }
3967
3968 /*
3969  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
3970  * can be reclaimed or migrated.
3971  */
3972 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
3973 {
3974         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
3975 }
3976
3977 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
3978 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
3979
3980 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3981
3982 /**
3983  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
3984  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
3985  *
3986  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
3987  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
3988  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
3989  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
3990  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3991  * smaller per-cpu batchsize.
3992  */
3993 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3994 {
3995         dma_reserve = new_dma_reserve;
3996 }
3997
3998 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3999 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
4000 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
4001
4002 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4003 #endif
4004
4005 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4006 {
4007         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
4008                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4009 }
4010
4011 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4012                                  unsigned long action, void *hcpu)
4013 {
4014         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4015
4016         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4017                 drain_pages(cpu);
4018
4019                 /*
4020                  * Spill the event counters of the dead processor
4021                  * into the current processors event counters.
4022                  * This artificially elevates the count of the current
4023                  * processor.
4024                  */
4025                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4026
4027                 /*
4028                  * Zero the differential counters of the dead processor
4029                  * so that the vm statistics are consistent.
4030                  *
4031                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4032                  * race with what we are doing.
4033                  */
4034                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4035         }
4036         return NOTIFY_OK;
4037 }
4038
4039 void __init page_alloc_init(void)
4040 {
4041         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4042 }
4043
4044 /*
4045  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4046  *      or min_free_kbytes changes.
4047  */
4048 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4049 {
4050         struct pglist_data *pgdat;
4051         unsigned long reserve_pages = 0;
4052         enum zone_type i, j;
4053
4054         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4055                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4056                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4057                         unsigned long max = 0;
4058
4059                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4060                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4061                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4062                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4063                         }
4064
4065                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4066                         max += zone->pages_high;
4067
4068                         if (max > zone->present_pages)
4069                                 max = zone->present_pages;
4070                         reserve_pages += max;
4071                 }
4072         }
4073         totalreserve_pages = reserve_pages;
4074 }
4075
4076 /*
4077  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4078  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4079  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4080  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4081  */
4082 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4083 {
4084         struct pglist_data *pgdat;
4085         enum zone_type j, idx;
4086
4087         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4088                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4089                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4090                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4091
4092                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4093
4094                         idx = j;
4095                         while (idx) {
4096                                 struct zone *lower_zone;
4097
4098                                 idx--;
4099
4100                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4101                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4102
4103                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4104                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4105                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4106                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4107                         }
4108                 }
4109         }
4110
4111         /* update totalreserve_pages */
4112         calculate_totalreserve_pages();
4113 }
4114
4115 /**
4116  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4117  *
4118  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4119  * with respect to min_free_kbytes.
4120  */
4121 void setup_per_zone_pages_min(void)
4122 {
4123         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4124         unsigned long lowmem_pages = 0;
4125         struct zone *zone;
4126         unsigned long flags;
4127
4128         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4129         for_each_zone(zone) {
4130                 if (!is_highmem(zone))
4131                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4132         }
4133
4134         for_each_zone(zone) {
4135                 u64 tmp;
4136
4137                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4138                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4139                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4140                 if (is_highmem(zone)) {
4141                         /*
4142                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4143                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4144                          * value here.
4145                          *
4146                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4147                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4148                          * not be capped for highmem.
4149                          */
4150                         int min_pages;
4151
4152                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4153                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4154                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4155                         if (min_pages > 128)
4156                                 min_pages = 128;
4157                         zone->pages_min = min_pages;
4158                 } else {
4159                         /*
4160                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4161                          * proportionate to the zone's size.
4162                          */
4163                         zone->pages_min = tmp;
4164                 }
4165
4166                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4167                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4168                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4169                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4170         }
4171
4172         /* update totalreserve_pages */
4173         calculate_totalreserve_pages();
4174 }
4175
4176 /*
4177  * Initialise min_free_kbytes.
4178  *
4179  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4180  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4181  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4182  *
4183  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4184  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4185  *
4186  * which yields
4187  *
4188  * 16MB:        512k
4189  * 32MB:        724k
4190  * 64MB:        1024k
4191  * 128MB:       1448k
4192  * 256MB:       2048k
4193  * 512MB:       2896k
4194  * 1024MB:      4096k
4195  * 2048MB:      5792k
4196  * 4096MB:      8192k
4197  * 8192MB:      11584k
4198  * 16384MB:     16384k
4199  */
4200 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4201 {
4202         unsigned long lowmem_kbytes;
4203
4204         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4205
4206         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4207         if (min_free_kbytes < 128)
4208                 min_free_kbytes = 128;
4209         if (min_free_kbytes > 65536)
4210                 min_free_kbytes = 65536;
4211         setup_per_zone_pages_min();
4212         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4213         return 0;
4214 }
4215 module_init(init_per_zone_pages_min)
4216
4217 /*
4218  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4219  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4220  *      changes.
4221  */
4222 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4223         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4224 {
4225         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4226         if (write)
4227                 setup_per_zone_pages_min();
4228         return 0;
4229 }
4230
4231 #ifdef CONFIG_NUMA
4232 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4233         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4234 {
4235         struct zone *zone;
4236         int rc;
4237
4238         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4239         if (rc)
4240                 return rc;
4241
4242         for_each_zone(zone)
4243                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4244                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4245         return 0;
4246 }
4247
4248 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4249         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4250 {
4251         struct zone *zone;
4252         int rc;
4253
4254         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4255         if (rc)
4256                 return rc;
4257
4258         for_each_zone(zone)
4259                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4260                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4261         return 0;
4262 }
4263 #endif
4264
4265 /*
4266  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4267  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4268  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4269  *
4270  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4271  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4272  * if in function of the boot time zone sizes.
4273  */
4274 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4275         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4276 {
4277         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4278         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4279         return 0;
4280 }
4281
4282 /*
4283  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4284  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4285  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4286  */
4287
4288 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4289         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4290 {
4291         struct zone *zone;
4292         unsigned int cpu;
4293         int ret;
4294
4295         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4296         if (!write || (ret == -EINVAL))
4297                 return ret;
4298         for_each_zone(zone) {
4299                 for_each_online_cpu(cpu) {
4300                         unsigned long  high;
4301                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4302                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4303                 }
4304         }
4305         return 0;
4306 }
4307
4308 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4309
4310 #ifdef CONFIG_NUMA
4311 static int __init set_hashdist(char *str)
4312 {
4313         if (!str)
4314                 return 0;
4315         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4316         return 1;
4317 }
4318 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4319 #endif
4320
4321 /*
4322  * allocate a large system hash table from bootmem
4323  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4324  *   quantity of entries
4325  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4326  */
4327 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4328                                      unsigned long bucketsize,
4329                                      unsigned long numentries,
4330                                      int scale,
4331                                      int flags,
4332                                      unsigned int *_hash_shift,
4333                                      unsigned int *_hash_mask,
4334                                      unsigned long limit)
4335 {
4336         unsigned long long max = limit;
4337         unsigned long log2qty, size;
4338         void *table = NULL;
4339
4340         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4341         if (!numentries) {
4342                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4343                 numentries = nr_kernel_pages;
4344                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4345                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4346                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4347
4348                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4349                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4350                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4351                 else
4352                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4353
4354                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4355                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4356                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4357         }
4358         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4359
4360         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4361         if (max == 0) {
4362                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4363                 do_div(max, bucketsize);
4364         }
4365
4366         if (numentries > max)
4367                 numentries = max;
4368
4369         log2qty = ilog2(numentries);
4370
4371         do {
4372                 size = bucketsize << log2qty;
4373                 if (flags & HASH_EARLY)
4374                         table = alloc_bootmem(size);
4375                 else if (hashdist)
4376                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4377                 else {
4378                         unsigned long order = get_order(size);
4379                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4380                         /*
4381                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4382                          * some pages at the end of hash table.
4383                          */
4384                         if (table) {
4385                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4386                                                 (PAGE_SIZE << order);
4387                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4388                                                 PAGE_ALIGN(size);
4389                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4390                                 while (used < alloc_end) {
4391                                         free_page(used);
4392                                         used += PAGE_SIZE;
4393                                 }
4394                         }
4395                 }
4396         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4397
4398         if (!table)
4399                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4400
4401         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4402                tablename,
4403                (1U << log2qty),
4404                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4405                size);
4406
4407         if (_hash_shift)
4408                 *_hash_shift = log2qty;
4409         if (_hash_mask)
4410                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4411
4412         return table;
4413 }
4414
4415 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4416 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4417 {
4418         return __pfn_to_page(pfn);
4419 }
4420 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4421 {
4422         return __page_to_pfn(page);
4423 }
4424 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4425 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4426 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4427
4428 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4429 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4430                                                         unsigned long pfn)
4431 {
4432 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4433         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4434 #else
4435         return zone->pageblock_flags;
4436 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4437 }
4438
4439 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4440 {
4441 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4442         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4443         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4444 #else
4445         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4446         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4447 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4448 }
4449
4450 /**
4451  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4452  * @page: The page within the block of interest
4453  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4454  * @end_bitidx: The last bit of interest
4455  * returns pageblock_bits flags
4456  */
4457 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4458                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4459 {
4460         struct zone *zone;
4461         unsigned long *bitmap;
4462         unsigned long pfn, bitidx;
4463         unsigned long flags = 0;
4464         unsigned long value = 1;
4465
4466         zone = page_zone(page);
4467         pfn = page_to_pfn(page);
4468         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4469         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4470
4471         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4472                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4473                         flags |= value;
4474
4475         return flags;
4476 }
4477
4478 /**
4479  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4480  * @page: The page within the block of interest
4481  * @start_bitidx: The first bit of interest
4482  * @end_bitidx: The last bit of interest
4483  * @flags: The flags to set
4484  */
4485 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4486                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4487 {
4488         struct zone *zone;
4489         unsigned long *bitmap;
4490         unsigned long pfn, bitidx;
4491         unsigned long value = 1;
4492
4493         zone = page_zone(page);
4494         pfn = page_to_pfn(page);
4495         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4496         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4497         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4498         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4499
4500         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4501                 if (flags & value)
4502                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4503                 else
4504                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4505 }
4506
4507 /*
4508  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4509  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4510  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4511  */
4512
4513 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4514 {
4515         struct zone *zone;
4516         unsigned long flags;
4517         int ret = -EBUSY;
4518
4519         zone = page_zone(page);
4520         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4521         /*
4522          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4523          */
4524         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4525                 goto out;
4526         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4527         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4528         ret = 0;
4529 out:
4530         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4531         if (!ret)
4532                 drain_all_pages();
4533         return ret;
4534 }
4535
4536 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4537 {
4538         struct zone *zone;
4539         unsigned long flags;
4540         zone = page_zone(page);
4541         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4542         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4543                 goto out;
4544         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4545         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4546 out:
4547         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4548 }
4549
4550 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4551 /*
4552  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4553  */
4554 void
4555 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4556 {
4557         struct page *page;
4558         struct zone *zone;
4559         int order, i;
4560         unsigned long pfn;
4561         unsigned long flags;
4562         /* find the first valid pfn */
4563         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4564                 if (pfn_valid(pfn))
4565                         break;
4566         if (pfn == end_pfn)
4567                 return;
4568         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4569         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4570         pfn = start_pfn;
4571         while (pfn < end_pfn) {
4572                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4573                         pfn++;
4574                         continue;
4575                 }
4576                 page = pfn_to_page(pfn);
4577                 BUG_ON(page_count(page));
4578                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4579                 order = page_order(page);
4580 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4581                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4582                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4583 #endif
4584                 list_del(&page->lru);
4585                 rmv_page_order(page);
4586                 zone->free_area[order].nr_free--;
4587                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4588                                       - (1UL << order));
4589                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4590                         SetPageReserved((page+i));
4591                 pfn += (1 << order);
4592         }
4593         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4594 }
4595 #endif