page allocator: update NR_FREE_PAGES only as necessary
[linux-2.6] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49 #include <linux/kmemleak.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53 #include "internal.h"
54
55 /*
56  * Array of node states.
57  */
58 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
59         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
60         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
61 #ifndef CONFIG_NUMA
62         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
65 #endif
66         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
67 #endif  /* NUMA */
68 };
69 EXPORT_SYMBOL(node_states);
70
71 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
72 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
73 unsigned long highest_memmap_pfn __read_mostly;
74 int percpu_pagelist_fraction;
75
76 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
77 int pageblock_order __read_mostly;
78 #endif
79
80 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
81
82 /*
83  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
84  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
85  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
86  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
87  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
88  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
89  *
90  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
91  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
92  */
93 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
95          256,
96 #endif
97 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
98          256,
99 #endif
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101          32,
102 #endif
103          32,
104 };
105
106 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
107
108 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
110          "DMA",
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
113          "DMA32",
114 #endif
115          "Normal",
116 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
117          "HighMem",
118 #endif
119          "Movable",
120 };
121
122 int min_free_kbytes = 1024;
123
124 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
125 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
126 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
127
128 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
129   /*
130    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
131    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
132    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
133    * so the number of times add_active_range() can be called is
134    * related to the number of nodes and the number of holes
135    */
136   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
137     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
138     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
139   #else
140     #if MAX_NUMNODES >= 32
141       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
142       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
143     #else
144       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
145       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
146     #endif
147   #endif
148
149   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
150   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
153   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171
172         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
173                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
174
175         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
176                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
177 }
178
179 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
180 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
181 {
182         int ret = 0;
183         unsigned seq;
184         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
185
186         do {
187                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
188                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
189                         ret = 1;
190                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
191                         ret = 1;
192         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
193
194         return ret;
195 }
196
197 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
198 {
199         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
200                 return 0;
201         if (zone != page_zone(page))
202                 return 0;
203
204         return 1;
205 }
206 /*
207  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
208  */
209 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
210 {
211         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
212                 return 1;
213         if (!page_is_consistent(zone, page))
214                 return 1;
215
216         return 0;
217 }
218 #else
219 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
220 {
221         return 0;
222 }
223 #endif
224
225 static void bad_page(struct page *page)
226 {
227         static unsigned long resume;
228         static unsigned long nr_shown;
229         static unsigned long nr_unshown;
230
231         /*
232          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
233          * or allow a steady drip of one report per second.
234          */
235         if (nr_shown == 60) {
236                 if (time_before(jiffies, resume)) {
237                         nr_unshown++;
238                         goto out;
239                 }
240                 if (nr_unshown) {
241                         printk(KERN_ALERT
242                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
243                                 nr_unshown);
244                         nr_unshown = 0;
245                 }
246                 nr_shown = 0;
247         }
248         if (nr_shown++ == 0)
249                 resume = jiffies + 60 * HZ;
250
251         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
252                 current->comm, page_to_pfn(page));
253         printk(KERN_ALERT
254                 "page:%p flags:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%lx\n",
255                 page, (void *)page->flags, page_count(page),
256                 page_mapcount(page), page->mapping, page->index);
257
258         dump_stack();
259 out:
260         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
261         __ClearPageBuddy(page);
262         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
263 }
264
265 /*
266  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
267  *
268  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
269  *
270  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
271  *
272  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
273  * the head page (even the head page has this).
274  *
275  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
276  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
277  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
278  */
279
280 static void free_compound_page(struct page *page)
281 {
282         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
283 }
284
285 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
286 {
287         int i;
288         int nr_pages = 1 << order;
289
290         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
291         set_compound_order(page, order);
292         __SetPageHead(page);
293         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
294                 struct page *p = page + i;
295
296                 __SetPageTail(p);
297                 p->first_page = page;
298         }
299 }
300
301 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
302 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
303 {
304         int i;
305         int nr_pages = 1 << order;
306         struct page *p = page + 1;
307
308         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
309         set_compound_order(page, order);
310         __SetPageHead(page);
311         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
312                 __SetPageTail(p);
313                 p->first_page = page;
314         }
315 }
316 #endif
317
318 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
319 {
320         int i;
321         int nr_pages = 1 << order;
322         int bad = 0;
323
324         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
325             unlikely(!PageHead(page))) {
326                 bad_page(page);
327                 bad++;
328         }
329
330         __ClearPageHead(page);
331
332         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
333                 struct page *p = page + i;
334
335                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
336                         bad_page(page);
337                         bad++;
338                 }
339                 __ClearPageTail(p);
340         }
341
342         return bad;
343 }
344
345 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
346 {
347         int i;
348
349         /*
350          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
351          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
352          */
353         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
354         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
355                 clear_highpage(page + i);
356 }
357
358 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
359 {
360         set_page_private(page, order);
361         __SetPageBuddy(page);
362 }
363
364 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
365 {
366         __ClearPageBuddy(page);
367         set_page_private(page, 0);
368 }
369
370 /*
371  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
372  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
373  *
374  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
375  * the following equation:
376  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
377  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
378  * 1 buddy is #10:
379  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
380  *
381  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
382  * satisfies the following equation:
383  *     P = B & ~(1 << O)
384  *
385  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
386  */
387 static inline struct page *
388 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
389 {
390         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
391
392         return page + (buddy_idx - page_idx);
393 }
394
395 static inline unsigned long
396 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
397 {
398         return (page_idx & ~(1 << order));
399 }
400
401 /*
402  * This function checks whether a page is free && is the buddy
403  * we can do coalesce a page and its buddy if
404  * (a) the buddy is not in a hole &&
405  * (b) the buddy is in the buddy system &&
406  * (c) a page and its buddy have the same order &&
407  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
408  *
409  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
410  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
411  *
412  * For recording page's order, we use page_private(page).
413  */
414 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
415                                                                 int order)
416 {
417         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
418                 return 0;
419
420         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
421                 return 0;
422
423         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
424                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
425                 return 1;
426         }
427         return 0;
428 }
429
430 /*
431  * Freeing function for a buddy system allocator.
432  *
433  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
434  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
435  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
436  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
437  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
438  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
439  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
440  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
441  * parts of the VM system.
442  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
443  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
444  * order is recorded in page_private(page) field.
445  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
446  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
447  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
448  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
449  * triggers coalescing into a block of larger size.            
450  *
451  * -- wli
452  */
453
454 static inline void __free_one_page(struct page *page,
455                 struct zone *zone, unsigned int order,
456                 int migratetype)
457 {
458         unsigned long page_idx;
459
460         if (unlikely(PageCompound(page)))
461                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
462                         return;
463
464         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
465
466         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
467
468         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
469         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
470
471         while (order < MAX_ORDER-1) {
472                 unsigned long combined_idx;
473                 struct page *buddy;
474
475                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
476                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
477                         break;
478
479                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
480                 list_del(&buddy->lru);
481                 zone->free_area[order].nr_free--;
482                 rmv_page_order(buddy);
483                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
484                 page = page + (combined_idx - page_idx);
485                 page_idx = combined_idx;
486                 order++;
487         }
488         set_page_order(page, order);
489         list_add(&page->lru,
490                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
491         zone->free_area[order].nr_free++;
492 }
493
494 static inline int free_pages_check(struct page *page)
495 {
496         if (unlikely(page_mapcount(page) |
497                 (page->mapping != NULL)  |
498                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
499                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE))) {
500                 bad_page(page);
501                 return 1;
502         }
503         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
504                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
505         return 0;
506 }
507
508 /*
509  * Frees a list of pages. 
510  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
511  * count is the number of pages to free.
512  *
513  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
514  * see if this freeing clears that state.
515  *
516  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
517  * pinned" detection logic.
518  */
519 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
520                                         struct list_head *list, int order)
521 {
522         spin_lock(&zone->lock);
523         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
524         zone->pages_scanned = 0;
525
526         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count << order);
527         while (count--) {
528                 struct page *page;
529
530                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
531                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
532                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
533                 list_del(&page->lru);
534                 __free_one_page(page, zone, order, page_private(page));
535         }
536         spin_unlock(&zone->lock);
537 }
538
539 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
540                                 int migratetype)
541 {
542         spin_lock(&zone->lock);
543         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
544         zone->pages_scanned = 0;
545
546         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
547         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
548         spin_unlock(&zone->lock);
549 }
550
551 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
552 {
553         unsigned long flags;
554         int i;
555         int bad = 0;
556         int clearMlocked = PageMlocked(page);
557
558         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
559                 bad += free_pages_check(page + i);
560         if (bad)
561                 return;
562
563         if (!PageHighMem(page)) {
564                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
565                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
566                                            PAGE_SIZE << order);
567         }
568         arch_free_page(page, order);
569         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
570
571         local_irq_save(flags);
572         if (unlikely(clearMlocked))
573                 free_page_mlock(page);
574         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
575         free_one_page(page_zone(page), page, order,
576                                         get_pageblock_migratetype(page));
577         local_irq_restore(flags);
578 }
579
580 /*
581  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
582  */
583 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
584 {
585         if (order == 0) {
586                 __ClearPageReserved(page);
587                 set_page_count(page, 0);
588                 set_page_refcounted(page);
589                 __free_page(page);
590         } else {
591                 int loop;
592
593                 prefetchw(page);
594                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
595                         struct page *p = &page[loop];
596
597                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
598                                 prefetchw(p + 1);
599                         __ClearPageReserved(p);
600                         set_page_count(p, 0);
601                 }
602
603                 set_page_refcounted(page);
604                 __free_pages(page, order);
605         }
606 }
607
608
609 /*
610  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
611  * Please do not alter this order without good reasons and regression
612  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
613  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
614  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
615  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
616  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
617  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
618  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
619  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
620  *
621  * -- wli
622  */
623 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
624         int low, int high, struct free_area *area,
625         int migratetype)
626 {
627         unsigned long size = 1 << high;
628
629         while (high > low) {
630                 area--;
631                 high--;
632                 size >>= 1;
633                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
634                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
635                 area->nr_free++;
636                 set_page_order(&page[size], high);
637         }
638 }
639
640 /*
641  * This page is about to be returned from the page allocator
642  */
643 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
644 {
645         if (unlikely(page_mapcount(page) |
646                 (page->mapping != NULL)  |
647                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
648                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP))) {
649                 bad_page(page);
650                 return 1;
651         }
652
653         set_page_private(page, 0);
654         set_page_refcounted(page);
655
656         arch_alloc_page(page, order);
657         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
658
659         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
660                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
661
662         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
663                 prep_compound_page(page, order);
664
665         return 0;
666 }
667
668 /*
669  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
670  * the smallest available page from the freelists
671  */
672 static inline
673 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
674                                                 int migratetype)
675 {
676         unsigned int current_order;
677         struct free_area * area;
678         struct page *page;
679
680         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
681         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
682                 area = &(zone->free_area[current_order]);
683                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
684                         continue;
685
686                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
687                                                         struct page, lru);
688                 list_del(&page->lru);
689                 rmv_page_order(page);
690                 area->nr_free--;
691                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
692                 return page;
693         }
694
695         return NULL;
696 }
697
698
699 /*
700  * This array describes the order lists are fallen back to when
701  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
702  */
703 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
704         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
705         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
706         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
707         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
708 };
709
710 /*
711  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
712  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
713  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
714  */
715 static int move_freepages(struct zone *zone,
716                           struct page *start_page, struct page *end_page,
717                           int migratetype)
718 {
719         struct page *page;
720         unsigned long order;
721         int pages_moved = 0;
722
723 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
724         /*
725          * page_zone is not safe to call in this context when
726          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
727          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
728          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
729          * grouping pages by mobility
730          */
731         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
732 #endif
733
734         for (page = start_page; page <= end_page;) {
735                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
736                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
737
738                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
739                         page++;
740                         continue;
741                 }
742
743                 if (!PageBuddy(page)) {
744                         page++;
745                         continue;
746                 }
747
748                 order = page_order(page);
749                 list_del(&page->lru);
750                 list_add(&page->lru,
751                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
752                 page += 1 << order;
753                 pages_moved += 1 << order;
754         }
755
756         return pages_moved;
757 }
758
759 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
760                                 int migratetype)
761 {
762         unsigned long start_pfn, end_pfn;
763         struct page *start_page, *end_page;
764
765         start_pfn = page_to_pfn(page);
766         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
767         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
768         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
769         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
770
771         /* Do not cross zone boundaries */
772         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
773                 start_page = page;
774         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
775                 return 0;
776
777         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
778 }
779
780 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
781 static inline struct page *
782 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
783 {
784         struct free_area * area;
785         int current_order;
786         struct page *page;
787         int migratetype, i;
788
789         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
790         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
791                                                 --current_order) {
792                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
793                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
794
795                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
796                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
797                                 continue;
798
799                         area = &(zone->free_area[current_order]);
800                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
801                                 continue;
802
803                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
804                                         struct page, lru);
805                         area->nr_free--;
806
807                         /*
808                          * If breaking a large block of pages, move all free
809                          * pages to the preferred allocation list. If falling
810                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
811                          * agressive about taking ownership of free pages
812                          */
813                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
814                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
815                                 unsigned long pages;
816                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
817                                                                 start_migratetype);
818
819                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
820                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
821                                         set_pageblock_migratetype(page,
822                                                                 start_migratetype);
823
824                                 migratetype = start_migratetype;
825                         }
826
827                         /* Remove the page from the freelists */
828                         list_del(&page->lru);
829                         rmv_page_order(page);
830
831                         if (current_order == pageblock_order)
832                                 set_pageblock_migratetype(page,
833                                                         start_migratetype);
834
835                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
836                         return page;
837                 }
838         }
839
840         return NULL;
841 }
842
843 /*
844  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
845  * Call me with the zone->lock already held.
846  */
847 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
848                                                 int migratetype)
849 {
850         struct page *page;
851
852 retry_reserve:
853         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
854
855         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
856                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
857
858                 /*
859                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
860                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
861                  * and we want just one call site
862                  */
863                 if (!page) {
864                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
865                         goto retry_reserve;
866                 }
867         }
868
869         return page;
870 }
871
872 /* 
873  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
874  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
875  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
876  */
877 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
878                         unsigned long count, struct list_head *list,
879                         int migratetype)
880 {
881         int i;
882         
883         spin_lock(&zone->lock);
884         for (i = 0; i < count; ++i) {
885                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
886                 if (unlikely(page == NULL))
887                         break;
888
889                 /*
890                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
891                  * in physical page order. The page is added to the callers and
892                  * list and the list head then moves forward. From the callers
893                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
894                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
895                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
896                  * properly.
897                  */
898                 list_add(&page->lru, list);
899                 set_page_private(page, migratetype);
900                 list = &page->lru;
901         }
902         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
903         spin_unlock(&zone->lock);
904         return i;
905 }
906
907 #ifdef CONFIG_NUMA
908 /*
909  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
910  * currently executing processor on remote nodes after they have
911  * expired.
912  *
913  * Note that this function must be called with the thread pinned to
914  * a single processor.
915  */
916 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
917 {
918         unsigned long flags;
919         int to_drain;
920
921         local_irq_save(flags);
922         if (pcp->count >= pcp->batch)
923                 to_drain = pcp->batch;
924         else
925                 to_drain = pcp->count;
926         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
927         pcp->count -= to_drain;
928         local_irq_restore(flags);
929 }
930 #endif
931
932 /*
933  * Drain pages of the indicated processor.
934  *
935  * The processor must either be the current processor and the
936  * thread pinned to the current processor or a processor that
937  * is not online.
938  */
939 static void drain_pages(unsigned int cpu)
940 {
941         unsigned long flags;
942         struct zone *zone;
943
944         for_each_populated_zone(zone) {
945                 struct per_cpu_pageset *pset;
946                 struct per_cpu_pages *pcp;
947
948                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
949
950                 pcp = &pset->pcp;
951                 local_irq_save(flags);
952                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
953                 pcp->count = 0;
954                 local_irq_restore(flags);
955         }
956 }
957
958 /*
959  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
960  */
961 void drain_local_pages(void *arg)
962 {
963         drain_pages(smp_processor_id());
964 }
965
966 /*
967  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
968  */
969 void drain_all_pages(void)
970 {
971         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
972 }
973
974 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
975
976 void mark_free_pages(struct zone *zone)
977 {
978         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
979         unsigned long flags;
980         int order, t;
981         struct list_head *curr;
982
983         if (!zone->spanned_pages)
984                 return;
985
986         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
987
988         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
989         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
990                 if (pfn_valid(pfn)) {
991                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
992
993                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
994                                 swsusp_unset_page_free(page);
995                 }
996
997         for_each_migratetype_order(order, t) {
998                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
999                         unsigned long i;
1000
1001                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1002                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1003                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1004                 }
1005         }
1006         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1007 }
1008 #endif /* CONFIG_PM */
1009
1010 /*
1011  * Free a 0-order page
1012  */
1013 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1014 {
1015         struct zone *zone = page_zone(page);
1016         struct per_cpu_pages *pcp;
1017         unsigned long flags;
1018         int clearMlocked = PageMlocked(page);
1019
1020         if (PageAnon(page))
1021                 page->mapping = NULL;
1022         if (free_pages_check(page))
1023                 return;
1024
1025         if (!PageHighMem(page)) {
1026                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1027                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1028         }
1029         arch_free_page(page, 0);
1030         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1031
1032         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1033         local_irq_save(flags);
1034         if (unlikely(clearMlocked))
1035                 free_page_mlock(page);
1036         __count_vm_event(PGFREE);
1037
1038         if (cold)
1039                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1040         else
1041                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1042         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1043         pcp->count++;
1044         if (pcp->count >= pcp->high) {
1045                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1046                 pcp->count -= pcp->batch;
1047         }
1048         local_irq_restore(flags);
1049         put_cpu();
1050 }
1051
1052 void free_hot_page(struct page *page)
1053 {
1054         free_hot_cold_page(page, 0);
1055 }
1056         
1057 void free_cold_page(struct page *page)
1058 {
1059         free_hot_cold_page(page, 1);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1064  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1065  * Each sub-page must be freed individually.
1066  *
1067  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1068  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1069  */
1070 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1071 {
1072         int i;
1073
1074         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1075         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1076         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1077                 set_page_refcounted(page + i);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1082  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1083  * or two.
1084  */
1085 static inline
1086 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1087                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1088                         int migratetype)
1089 {
1090         unsigned long flags;
1091         struct page *page;
1092         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1093         int cpu;
1094
1095 again:
1096         cpu  = get_cpu();
1097         if (likely(order == 0)) {
1098                 struct per_cpu_pages *pcp;
1099
1100                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1101                 local_irq_save(flags);
1102                 if (!pcp->count) {
1103                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1104                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1105                         if (unlikely(!pcp->count))
1106                                 goto failed;
1107                 }
1108
1109                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1110                 if (cold) {
1111                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1112                                 if (page_private(page) == migratetype)
1113                                         break;
1114                 } else {
1115                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1116                                 if (page_private(page) == migratetype)
1117                                         break;
1118                 }
1119
1120                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1121                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1122                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1123                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1124                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1125                 }
1126
1127                 list_del(&page->lru);
1128                 pcp->count--;
1129         } else {
1130                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1131                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1132                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1133                 spin_unlock(&zone->lock);
1134                 if (!page)
1135                         goto failed;
1136         }
1137
1138         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1139         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1140         local_irq_restore(flags);
1141         put_cpu();
1142
1143         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1144         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1145                 goto again;
1146         return page;
1147
1148 failed:
1149         local_irq_restore(flags);
1150         put_cpu();
1151         return NULL;
1152 }
1153
1154 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1155 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1156 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1157 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1158 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1159
1160 /* Mask to get the watermark bits */
1161 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1162
1163 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1164 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1165 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1166
1167 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1168
1169 static struct fail_page_alloc_attr {
1170         struct fault_attr attr;
1171
1172         u32 ignore_gfp_highmem;
1173         u32 ignore_gfp_wait;
1174         u32 min_order;
1175
1176 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1177
1178         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1179         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1180         struct dentry *min_order_file;
1181
1182 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1183
1184 } fail_page_alloc = {
1185         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1186         .ignore_gfp_wait = 1,
1187         .ignore_gfp_highmem = 1,
1188         .min_order = 1,
1189 };
1190
1191 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1192 {
1193         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1194 }
1195 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1196
1197 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1198 {
1199         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1200                 return 0;
1201         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1202                 return 0;
1203         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1204                 return 0;
1205         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1206                 return 0;
1207
1208         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1209 }
1210
1211 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1212
1213 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1214 {
1215         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1216         struct dentry *dir;
1217         int err;
1218
1219         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1220                                        "fail_page_alloc");
1221         if (err)
1222                 return err;
1223         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1224
1225         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1226                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1227                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1228
1229         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1230                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1231                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1232         fail_page_alloc.min_order_file =
1233                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1234                                    &fail_page_alloc.min_order);
1235
1236         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1237             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1238             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1239                 err = -ENOMEM;
1240                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1241                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1242                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1243                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1244         }
1245
1246         return err;
1247 }
1248
1249 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1250
1251 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1252
1253 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1254
1255 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1256 {
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1261
1262 /*
1263  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1264  * of the allocation.
1265  */
1266 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1267                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1268 {
1269         /* free_pages my go negative - that's OK */
1270         long min = mark;
1271         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1272         int o;
1273
1274         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1275                 min -= min / 2;
1276         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1277                 min -= min / 4;
1278
1279         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1280                 return 0;
1281         for (o = 0; o < order; o++) {
1282                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1283                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1284
1285                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1286                 min >>= 1;
1287
1288                 if (free_pages <= min)
1289                         return 0;
1290         }
1291         return 1;
1292 }
1293
1294 #ifdef CONFIG_NUMA
1295 /*
1296  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1297  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1298  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1299  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1300  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1301  *
1302  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1303  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1304  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1305  *
1306  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1307  * nothing and returns NULL.
1308  *
1309  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1310  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1311  *
1312  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1313  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1314  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1315  * quickly as we can.
1316  */
1317 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1318 {
1319         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1320         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1321
1322         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1323         if (!zlc)
1324                 return NULL;
1325
1326         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1327                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1328                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1329         }
1330
1331         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1332                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1333                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1334         return allowednodes;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1339  * if it is worth looking at further for free memory:
1340  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1341  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1342  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1343  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1344  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1345  * else return false (zero) if it is not.
1346  *
1347  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1348  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1349  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1350  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1351  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1352  * into the second scan of the zonelist.
1353  *
1354  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1355  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1356  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1357  * unturned looking for a free page.
1358  */
1359 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1360                                                 nodemask_t *allowednodes)
1361 {
1362         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1363         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1364         int n;                          /* node that zone *z is on */
1365
1366         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1367         if (!zlc)
1368                 return 1;
1369
1370         i = z - zonelist->_zonerefs;
1371         n = zlc->z_to_n[i];
1372
1373         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1374         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1379  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1380  * from that zone don't waste time re-examining it.
1381  */
1382 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1383 {
1384         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1385         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1386
1387         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1388         if (!zlc)
1389                 return;
1390
1391         i = z - zonelist->_zonerefs;
1392
1393         set_bit(i, zlc->fullzones);
1394 }
1395
1396 #else   /* CONFIG_NUMA */
1397
1398 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1399 {
1400         return NULL;
1401 }
1402
1403 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1404                                 nodemask_t *allowednodes)
1405 {
1406         return 1;
1407 }
1408
1409 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1410 {
1411 }
1412 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1413
1414 /*
1415  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1416  * a page.
1417  */
1418 static struct page *
1419 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1420                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1421                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1422 {
1423         struct zoneref *z;
1424         struct page *page = NULL;
1425         int classzone_idx;
1426         struct zone *zone;
1427         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1428         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1429         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1430
1431         if (WARN_ON_ONCE(order >= MAX_ORDER))
1432                 return NULL;
1433
1434         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1435 zonelist_scan:
1436         /*
1437          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1438          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1439          */
1440         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1441                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1442                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1443                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1444                                 continue;
1445                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1446                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1447                                 goto try_next_zone;
1448
1449                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1450                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1451                         unsigned long mark;
1452                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1453                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1454                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1455                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1456                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1457                                         goto this_zone_full;
1458                         }
1459                 }
1460
1461                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1462                                                 gfp_mask, migratetype);
1463                 if (page)
1464                         break;
1465 this_zone_full:
1466                 if (NUMA_BUILD)
1467                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1468 try_next_zone:
1469                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && num_online_nodes() > 1) {
1470                         /*
1471                          * we do zlc_setup after the first zone is tried but only
1472                          * if there are multiple nodes make it worthwhile
1473                          */
1474                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1475                         zlc_active = 1;
1476                         did_zlc_setup = 1;
1477                 }
1478         }
1479
1480         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1481                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1482                 zlc_active = 0;
1483                 goto zonelist_scan;
1484         }
1485         return page;
1486 }
1487
1488 static inline int
1489 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1490                                 unsigned long pages_reclaimed)
1491 {
1492         /* Do not loop if specifically requested */
1493         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1494                 return 0;
1495
1496         /*
1497          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1498          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1499          * implementations.
1500          */
1501         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1502                 return 1;
1503
1504         /*
1505          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1506          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1507          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1508          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1509          * allocation still fails, we stop retrying.
1510          */
1511         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1512                 return 1;
1513
1514         /*
1515          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1516          * explicitly requests that.
1517          */
1518         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1519                 return 1;
1520
1521         return 0;
1522 }
1523
1524 static inline struct page *
1525 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1526         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1527         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1528         int migratetype)
1529 {
1530         struct page *page;
1531
1532         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1533         if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1534                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1535                 return NULL;
1536         }
1537
1538         /*
1539          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1540          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1541          * we're still under heavy pressure.
1542          */
1543         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1544                 order, zonelist, high_zoneidx,
1545                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1546                 preferred_zone, migratetype);
1547         if (page)
1548                 goto out;
1549
1550         /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1551         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1552                 goto out;
1553
1554         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1555         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1556
1557 out:
1558         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1559         return page;
1560 }
1561
1562 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1563 static inline struct page *
1564 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1565         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1566         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1567         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1568 {
1569         struct page *page = NULL;
1570         struct reclaim_state reclaim_state;
1571         struct task_struct *p = current;
1572
1573         cond_resched();
1574
1575         /* We now go into synchronous reclaim */
1576         cpuset_memory_pressure_bump();
1577
1578         /*
1579          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1580          */
1581         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1582         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1583         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1584         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1585
1586         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1587
1588         p->reclaim_state = NULL;
1589         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1590         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1591
1592         cond_resched();
1593
1594         if (order != 0)
1595                 drain_all_pages();
1596
1597         if (likely(*did_some_progress))
1598                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1599                                         zonelist, high_zoneidx,
1600                                         alloc_flags, preferred_zone,
1601                                         migratetype);
1602         return page;
1603 }
1604
1605 /*
1606  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1607  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1608  */
1609 static inline struct page *
1610 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1611         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1612         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1613         int migratetype)
1614 {
1615         struct page *page;
1616
1617         do {
1618                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1619                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
1620                         preferred_zone, migratetype);
1621
1622                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1623                         congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1624         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
1625
1626         return page;
1627 }
1628
1629 static inline
1630 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
1631                                                 enum zone_type high_zoneidx)
1632 {
1633         struct zoneref *z;
1634         struct zone *zone;
1635
1636         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1637                 wakeup_kswapd(zone, order);
1638 }
1639
1640 static inline int
1641 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
1642 {
1643         struct task_struct *p = current;
1644         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
1645         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1646
1647         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
1648         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != ALLOC_HIGH);
1649
1650         /*
1651          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1652          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1653          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1654          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1655          */
1656         alloc_flags |= (gfp_mask & __GFP_HIGH);
1657
1658         if (!wait) {
1659                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1660                 /*
1661                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1662                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1663                  */
1664                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
1665         } else if (unlikely(rt_task(p)))
1666                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1667
1668         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
1669                 if (!in_interrupt() &&
1670                     ((p->flags & PF_MEMALLOC) ||
1671                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
1672                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
1673         }
1674
1675         return alloc_flags;
1676 }
1677
1678 static inline struct page *
1679 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1680         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1681         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1682         int migratetype)
1683 {
1684         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1685         struct page *page = NULL;
1686         int alloc_flags;
1687         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1688         unsigned long did_some_progress;
1689         struct task_struct *p = current;
1690
1691         /*
1692          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1693          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1694          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1695          * using a larger set of nodes after it has established that the
1696          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1697          * over allocated.
1698          */
1699         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1700                 goto nopage;
1701
1702         wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx);
1703
1704         /*
1705          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1706          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1707          * to how we want to proceed.
1708          */
1709         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
1710
1711 restart:
1712         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
1713         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1714                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
1715                         preferred_zone, migratetype);
1716         if (page)
1717                 goto got_pg;
1718
1719 rebalance:
1720         /* Allocate without watermarks if the context allows */
1721         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
1722                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
1723                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1724                                 preferred_zone, migratetype);
1725                 if (page)
1726                         goto got_pg;
1727         }
1728
1729         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1730         if (!wait)
1731                 goto nopage;
1732
1733         /* Avoid recursion of direct reclaim */
1734         if (p->flags & PF_MEMALLOC)
1735                 goto nopage;
1736
1737         /* Try direct reclaim and then allocating */
1738         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
1739                                         zonelist, high_zoneidx,
1740                                         nodemask,
1741                                         alloc_flags, preferred_zone,
1742                                         migratetype, &did_some_progress);
1743         if (page)
1744                 goto got_pg;
1745
1746         /*
1747          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
1748          * running out of options and have to consider going OOM
1749          */
1750         if (!did_some_progress) {
1751                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1752                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
1753                                         zonelist, high_zoneidx,
1754                                         nodemask, preferred_zone,
1755                                         migratetype);
1756                         if (page)
1757                                 goto got_pg;
1758
1759                         /*
1760                          * The OOM killer does not trigger for high-order allocations
1761                          * but if no progress is being made, there are no other
1762                          * options and retrying is unlikely to help
1763                          */
1764                         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1765                                 goto nopage;
1766
1767                         goto restart;
1768                 }
1769         }
1770
1771         /* Check if we should retry the allocation */
1772         pages_reclaimed += did_some_progress;
1773         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
1774                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
1775                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1776                 goto rebalance;
1777         }
1778
1779 nopage:
1780         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1781                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1782                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1783                         p->comm, order, gfp_mask);
1784                 dump_stack();
1785                 show_mem();
1786         }
1787 got_pg:
1788         return page;
1789
1790 }
1791
1792 /*
1793  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1794  */
1795 struct page *
1796 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1797                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1798 {
1799         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1800         struct zone *preferred_zone;
1801         struct page *page;
1802         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
1803
1804         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
1805
1806         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
1807
1808         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1809                 return NULL;
1810
1811         /*
1812          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
1813          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
1814          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
1815          */
1816         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
1817                 return NULL;
1818
1819         /* The preferred zone is used for statistics later */
1820         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask, &preferred_zone);
1821         if (!preferred_zone)
1822                 return NULL;
1823
1824         /* First allocation attempt */
1825         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1826                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
1827                         preferred_zone, migratetype);
1828         if (unlikely(!page))
1829                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
1830                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1831                                 preferred_zone, migratetype);
1832
1833         return page;
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
1836
1837 /*
1838  * Common helper functions.
1839  */
1840 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1841 {
1842         struct page * page;
1843         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1844         if (!page)
1845                 return 0;
1846         return (unsigned long) page_address(page);
1847 }
1848
1849 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1850
1851 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1852 {
1853         struct page * page;
1854
1855         /*
1856          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1857          * a highmem page
1858          */
1859         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1860
1861         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1862         if (page)
1863                 return (unsigned long) page_address(page);
1864         return 0;
1865 }
1866
1867 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1868
1869 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1870 {
1871         int i = pagevec_count(pvec);
1872
1873         while (--i >= 0)
1874                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1875 }
1876
1877 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1878 {
1879         if (put_page_testzero(page)) {
1880                 if (order == 0)
1881                         free_hot_page(page);
1882                 else
1883                         __free_pages_ok(page, order);
1884         }
1885 }
1886
1887 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1888
1889 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1890 {
1891         if (addr != 0) {
1892                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1893                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1894         }
1895 }
1896
1897 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1898
1899 /**
1900  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1901  * @size: the number of bytes to allocate
1902  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1903  *
1904  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1905  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1906  * allocate memory in power-of-two pages.
1907  *
1908  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1909  *
1910  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1911  */
1912 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1913 {
1914         unsigned int order = get_order(size);
1915         unsigned long addr;
1916
1917         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1918         if (addr) {
1919                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1920                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1921
1922                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1923                 while (used < alloc_end) {
1924                         free_page(used);
1925                         used += PAGE_SIZE;
1926                 }
1927         }
1928
1929         return (void *)addr;
1930 }
1931 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1932
1933 /**
1934  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1935  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1936  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1937  *
1938  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1939  */
1940 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1941 {
1942         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1943         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1944
1945         while (addr < end) {
1946                 free_page(addr);
1947                 addr += PAGE_SIZE;
1948         }
1949 }
1950 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1951
1952 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1953 {
1954         struct zoneref *z;
1955         struct zone *zone;
1956
1957         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1958         unsigned int sum = 0;
1959
1960         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1961
1962         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1963                 unsigned long size = zone->present_pages;
1964                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
1965                 if (size > high)
1966                         sum += size - high;
1967         }
1968
1969         return sum;
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1974  */
1975 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1976 {
1977         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1978 }
1979 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1980
1981 /*
1982  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1983  */
1984 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1985 {
1986         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1987 }
1988
1989 static inline void show_node(struct zone *zone)
1990 {
1991         if (NUMA_BUILD)
1992                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1993 }
1994
1995 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1996 {
1997         val->totalram = totalram_pages;
1998         val->sharedram = 0;
1999         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2000         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2001         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2002         val->freehigh = nr_free_highpages();
2003         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2004 }
2005
2006 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2007
2008 #ifdef CONFIG_NUMA
2009 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2010 {
2011         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2012
2013         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2014         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2015 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2016         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2017         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2018                         NR_FREE_PAGES);
2019 #else
2020         val->totalhigh = 0;
2021         val->freehigh = 0;
2022 #endif
2023         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2024 }
2025 #endif
2026
2027 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2028
2029 /*
2030  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2031  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2032  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2033  */
2034 void show_free_areas(void)
2035 {
2036         int cpu;
2037         struct zone *zone;
2038
2039         for_each_populated_zone(zone) {
2040                 show_node(zone);
2041                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2042
2043                 for_each_online_cpu(cpu) {
2044                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2045
2046                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
2047
2048                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2049                                cpu, pageset->pcp.high,
2050                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2051                 }
2052         }
2053
2054         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
2055                 " inactive_file:%lu"
2056 //TODO:  check/adjust line lengths
2057 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2058                 " unevictable:%lu"
2059 #endif
2060                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2061                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2062                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2063                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2064                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2065                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2066 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2067                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2068 #endif
2069                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2070                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2071                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2072                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2073                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
2074                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2075                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2076                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2077                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2078
2079         for_each_populated_zone(zone) {
2080                 int i;
2081
2082                 show_node(zone);
2083                 printk("%s"
2084                         " free:%lukB"
2085                         " min:%lukB"
2086                         " low:%lukB"
2087                         " high:%lukB"
2088                         " active_anon:%lukB"
2089                         " inactive_anon:%lukB"
2090                         " active_file:%lukB"
2091                         " inactive_file:%lukB"
2092 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2093                         " unevictable:%lukB"
2094 #endif
2095                         " present:%lukB"
2096                         " pages_scanned:%lu"
2097                         " all_unreclaimable? %s"
2098                         "\n",
2099                         zone->name,
2100                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2101                         K(min_wmark_pages(zone)),
2102                         K(low_wmark_pages(zone)),
2103                         K(high_wmark_pages(zone)),
2104                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2105                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2106                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2107                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2108 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
2109                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2110 #endif
2111                         K(zone->present_pages),
2112                         zone->pages_scanned,
2113                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
2114                         );
2115                 printk("lowmem_reserve[]:");
2116                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2117                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2118                 printk("\n");
2119         }
2120
2121         for_each_populated_zone(zone) {
2122                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2123
2124                 show_node(zone);
2125                 printk("%s: ", zone->name);
2126
2127                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2128                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2129                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2130                         total += nr[order] << order;
2131                 }
2132                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2133                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2134                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2135                 printk("= %lukB\n", K(total));
2136         }
2137
2138         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2139
2140         show_swap_cache_info();
2141 }
2142
2143 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2144 {
2145         zoneref->zone = zone;
2146         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Builds allocation fallback zone lists.
2151  *
2152  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2153  */
2154 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2155                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2156 {
2157         struct zone *zone;
2158
2159         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2160         zone_type++;
2161
2162         do {
2163                 zone_type--;
2164                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2165                 if (populated_zone(zone)) {
2166                         zoneref_set_zone(zone,
2167                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2168                         check_highest_zone(zone_type);
2169                 }
2170
2171         } while (zone_type);
2172         return nr_zones;
2173 }
2174
2175
2176 /*
2177  *  zonelist_order:
2178  *  0 = automatic detection of better ordering.
2179  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2180  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2181  *
2182  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2183  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2184  */
2185 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2186 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2187 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2188
2189 /* zonelist order in the kernel.
2190  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2191  */
2192 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2193 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2194
2195
2196 #ifdef CONFIG_NUMA
2197 /* The value user specified ....changed by config */
2198 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2199 /* string for sysctl */
2200 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2201 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2202
2203 /*
2204  * interface for configure zonelist ordering.
2205  * command line option "numa_zonelist_order"
2206  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2207  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2208  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2209  */
2210
2211 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2212 {
2213         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2214                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2215         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2216                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2217         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2218                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2219         } else {
2220                 printk(KERN_WARNING
2221                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2222                         "%s\n", s);
2223                 return -EINVAL;
2224         }
2225         return 0;
2226 }
2227
2228 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2229 {
2230         if (s)
2231                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2232         return 0;
2233 }
2234 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2235
2236 /*
2237  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2238  */
2239 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2240                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2241                 loff_t *ppos)
2242 {
2243         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2244         int ret;
2245
2246         if (write)
2247                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2248                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2249         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2250         if (ret)
2251                 return ret;
2252         if (write) {
2253                 int oldval = user_zonelist_order;
2254                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2255                         /*
2256                          * bogus value.  restore saved string
2257                          */
2258                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2259                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2260                         user_zonelist_order = oldval;
2261                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2262                         build_all_zonelists();
2263         }
2264         return 0;
2265 }
2266
2267
2268 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2269 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2270
2271 /**
2272  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2273  * @node: node whose fallback list we're appending
2274  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2275  *
2276  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2277  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2278  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2279  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2280  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2281  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2282  * on them otherwise.
2283  * It returns -1 if no node is found.
2284  */
2285 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2286 {
2287         int n, val;
2288         int min_val = INT_MAX;
2289         int best_node = -1;
2290         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2291
2292         /* Use the local node if we haven't already */
2293         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2294                 node_set(node, *used_node_mask);
2295                 return node;
2296         }
2297
2298         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2299
2300                 /* Don't want a node to appear more than once */
2301                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2302                         continue;
2303
2304                 /* Use the distance array to find the distance */
2305                 val = node_distance(node, n);
2306
2307                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2308                 val += (n < node);
2309
2310                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2311                 tmp = cpumask_of_node(n);
2312                 if (!cpumask_empty(tmp))
2313                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2314
2315                 /* Slight preference for less loaded node */
2316                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2317                 val += node_load[n];
2318
2319                 if (val < min_val) {
2320                         min_val = val;
2321                         best_node = n;
2322                 }
2323         }
2324
2325         if (best_node >= 0)
2326                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2327
2328         return best_node;
2329 }
2330
2331
2332 /*
2333  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2334  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2335  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2336  */
2337 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2338 {
2339         int j;
2340         struct zonelist *zonelist;
2341
2342         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2343         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2344                 ;
2345         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2346                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2347         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2348         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Build gfp_thisnode zonelists
2353  */
2354 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2355 {
2356         int j;
2357         struct zonelist *zonelist;
2358
2359         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2360         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2361         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2362         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2367  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2368  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2369  * may still exist in local DMA zone.
2370  */
2371 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2372
2373 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2374 {
2375         int pos, j, node;
2376         int zone_type;          /* needs to be signed */
2377         struct zone *z;
2378         struct zonelist *zonelist;
2379
2380         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2381         pos = 0;
2382         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2383                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2384                         node = node_order[j];
2385                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2386                         if (populated_zone(z)) {
2387                                 zoneref_set_zone(z,
2388                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2389                                 check_highest_zone(zone_type);
2390                         }
2391                 }
2392         }
2393         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2394         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2395 }
2396
2397 static int default_zonelist_order(void)
2398 {
2399         int nid, zone_type;
2400         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2401         struct zone *z;
2402         int average_size;
2403         /*
2404          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2405          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2406          * into OOM very easily.
2407          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2408          */
2409         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2410         low_kmem_size = 0;
2411         total_size = 0;
2412         for_each_online_node(nid) {
2413                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2414                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2415                         if (populated_zone(z)) {
2416                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2417                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2418                                 total_size += z->present_pages;
2419                         }
2420                 }
2421         }
2422         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2423             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2424                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2425         /*
2426          * look into each node's config.
2427          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2428          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2429          */
2430         average_size = total_size /
2431                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2432         for_each_online_node(nid) {
2433                 low_kmem_size = 0;
2434                 total_size = 0;
2435                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2436                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2437                         if (populated_zone(z)) {
2438                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2439                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2440                                 total_size += z->present_pages;
2441                         }
2442                 }
2443                 if (low_kmem_size &&
2444                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2445                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2446                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2447         }
2448         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2449 }
2450
2451 static void set_zonelist_order(void)
2452 {
2453         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2454                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2455         else
2456                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2457 }
2458
2459 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2460 {
2461         int j, node, load;
2462         enum zone_type i;
2463         nodemask_t used_mask;
2464         int local_node, prev_node;
2465         struct zonelist *zonelist;
2466         int order = current_zonelist_order;
2467
2468         /* initialize zonelists */
2469         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2470                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2471                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2472                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2473         }
2474
2475         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2476         local_node = pgdat->node_id;
2477         load = num_online_nodes();
2478         prev_node = local_node;
2479         nodes_clear(used_mask);
2480
2481         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2482         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2483         j = 0;
2484
2485         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2486                 int distance = node_distance(local_node, node);
2487
2488                 /*
2489                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2490                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2491                  */
2492                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2493                         zone_reclaim_mode = 1;
2494
2495                 /*
2496                  * We don't want to pressure a particular node.
2497                  * So adding penalty to the first node in same
2498                  * distance group to make it round-robin.
2499                  */
2500                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2501                         node_load[node] = load;
2502
2503                 prev_node = node;
2504                 load--;
2505                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2506                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2507                 else
2508                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2509         }
2510
2511         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2512                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2513                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2514         }
2515
2516         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2517 }
2518
2519 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2520 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2521 {
2522         struct zonelist *zonelist;
2523         struct zonelist_cache *zlc;
2524         struct zoneref *z;
2525
2526         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2527         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2528         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2529         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2530                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2531 }
2532
2533
2534 #else   /* CONFIG_NUMA */
2535
2536 static void set_zonelist_order(void)
2537 {
2538         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2539 }
2540
2541 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2542 {
2543         int node, local_node;
2544         enum zone_type j;
2545         struct zonelist *zonelist;
2546
2547         local_node = pgdat->node_id;
2548
2549         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2550         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2551
2552         /*
2553          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2554          * of all the other nodes.
2555          * We don't want to pressure a particular node, so when
2556          * building the zones for node N, we make sure that the
2557          * zones coming right after the local ones are those from
2558          * node N+1 (modulo N)
2559          */
2560         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2561                 if (!node_online(node))
2562                         continue;
2563                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2564                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2565         }
2566         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2567                 if (!node_online(node))
2568                         continue;
2569                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2570                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2571         }
2572
2573         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2574         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2575 }
2576
2577 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2578 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2579 {
2580         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2581 }
2582
2583 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2584
2585 /* return values int ....just for stop_machine() */
2586 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2587 {
2588         int nid;
2589
2590         for_each_online_node(nid) {
2591                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2592
2593                 build_zonelists(pgdat);
2594                 build_zonelist_cache(pgdat);
2595         }
2596         return 0;
2597 }
2598
2599 void build_all_zonelists(void)
2600 {
2601         set_zonelist_order();
2602
2603         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2604                 __build_all_zonelists(NULL);
2605                 mminit_verify_zonelist();
2606                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2607         } else {
2608                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2609                    of zonelist */
2610                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2611                 /* cpuset refresh routine should be here */
2612         }
2613         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2614         /*
2615          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2616          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2617          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2618          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2619          * disabled and enable it later
2620          */
2621         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2622                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2623         else
2624                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2625
2626         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2627                 "Total pages: %ld\n",
2628                         num_online_nodes(),
2629                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2630                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2631                         vm_total_pages);
2632 #ifdef CONFIG_NUMA
2633         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2634 #endif
2635 }
2636
2637 /*
2638  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2639  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2640  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2641  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2642  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2643  * conservative, even though it seems large.
2644  *
2645  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2646  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2647  */
2648 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2649
2650 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2651 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2652 {
2653         unsigned long size = 1;
2654
2655         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2656
2657         while (size < pages)
2658                 size <<= 1;
2659
2660         /*
2661          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2662          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2663          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2664          */
2665         size = min(size, 4096UL);
2666
2667         return max(size, 4UL);
2668 }
2669 #else
2670 /*
2671  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2672  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2673  *
2674  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2675  *
2676  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2677  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2678  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2679  *
2680  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2681  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2682  *
2683  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2684  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2685  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2686  */
2687 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2688 {
2689         return 4096UL;
2690 }
2691 #endif
2692
2693 /*
2694  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2695  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2696  * hash function before the remainder is taken.
2697  */
2698 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2699 {
2700         return ffz(~size);
2701 }
2702
2703 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2704
2705 /*
2706  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2707  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
2708  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2709  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2710  * blocks as reclaim kicks in
2711  */
2712 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2713 {
2714         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2715         struct page *page;
2716         unsigned long reserve, block_migratetype;
2717
2718         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2719         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2720         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2721         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
2722                                                         pageblock_order;
2723
2724         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2725                 if (!pfn_valid(pfn))
2726                         continue;
2727                 page = pfn_to_page(pfn);
2728
2729                 /* Watch out for overlapping nodes */
2730                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2731                         continue;
2732
2733                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2734                 if (PageReserved(page))
2735                         continue;
2736
2737                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2738
2739                 /* If this block is reserved, account for it */
2740                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2741                         reserve--;
2742                         continue;
2743                 }
2744
2745                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2746                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2747                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2748                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2749                         reserve--;
2750                         continue;
2751                 }
2752
2753                 /*
2754                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2755                  * take it back
2756                  */
2757                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2758                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2759                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2760                 }
2761         }
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2766  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2767  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2768  */
2769 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2770                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2771 {
2772         struct page *page;
2773         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2774         unsigned long pfn;
2775         struct zone *z;
2776
2777         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
2778                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
2779
2780         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2781         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2782                 /*
2783                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2784                  * handed to this function.  They do not
2785                  * exist on hotplugged memory.
2786                  */
2787                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2788                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2789                                 continue;
2790                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2791                                 continue;
2792                 }
2793                 page = pfn_to_page(pfn);
2794                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2795                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2796                 init_page_count(page);
2797                 reset_page_mapcount(page);
2798                 SetPageReserved(page);
2799                 /*
2800                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2801                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2802                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2803                  * the address space during boot when many long-lived
2804                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2805                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2806                  * setup_zone_migrate_reserve()
2807                  *
2808                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2809                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2810                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2811                  * pfn out of zone.
2812                  */
2813                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2814                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2815                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2816                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2817
2818                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2819 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2820                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2821                 if (!is_highmem_idx(zone))
2822                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2823 #endif
2824         }
2825 }
2826
2827 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2828 {
2829         int order, t;
2830         for_each_migratetype_order(order, t) {
2831                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2832                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2833         }
2834 }
2835
2836 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2837 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2838         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2839 #endif
2840
2841 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2842 {
2843 #ifdef CONFIG_MMU
2844         int batch;
2845
2846         /*
2847          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2848          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2849          *
2850          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2851          */
2852         batch = zone->present_pages / 1024;
2853         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2854                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2855         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2856         if (batch < 1)
2857                 batch = 1;
2858
2859         /*
2860          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2861          * of 2 value was found to be more likely to have
2862          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2863          *
2864          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2865          * batches of pages, one task can end up with a lot
2866          * of pages of one half of the possible page colors
2867          * and the other with pages of the other colors.
2868          */
2869         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
2870
2871         return batch;
2872
2873 #else
2874         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
2875          * conditions.
2876          *
2877          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
2878          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
2879          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
2880          *
2881          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
2882          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
2883          * can be a significant delay between the individual batches being
2884          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
2885          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
2886          */
2887         return 0;
2888 #endif
2889 }
2890
2891 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2892 {
2893         struct per_cpu_pages *pcp;
2894
2895         memset(p, 0, sizeof(*p));
2896
2897         pcp = &p->pcp;
2898         pcp->count = 0;
2899         pcp->high = 6 * batch;
2900         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2901         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2902 }
2903
2904 /*
2905  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2906  * to the value high for the pageset p.
2907  */
2908
2909 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2910                                 unsigned long high)
2911 {
2912         struct per_cpu_pages *pcp;
2913
2914         pcp = &p->pcp;
2915         pcp->high = high;
2916         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2917         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2918                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2919 }
2920
2921
2922 #ifdef CONFIG_NUMA
2923 /*
2924  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2925  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2926  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2927  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2928  * with interrupts disabled.
2929  *
2930  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2931  *
2932  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2933  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2934  * hotplugged processors.
2935  *
2936  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2937  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2938  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2939  */
2940 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2941
2942 /*
2943  * Dynamically allocate memory for the
2944  * per cpu pageset array in struct zone.
2945  */
2946 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2947 {
2948         struct zone *zone, *dzone;
2949         int node = cpu_to_node(cpu);
2950
2951         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2952
2953         for_each_populated_zone(zone) {
2954                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2955                                          GFP_KERNEL, node);
2956                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2957                         goto bad;
2958
2959                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2960
2961                 if (percpu_pagelist_fraction)
2962                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2963                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2964         }
2965
2966         return 0;
2967 bad:
2968         for_each_zone(dzone) {
2969                 if (!populated_zone(dzone))
2970                         continue;
2971                 if (dzone == zone)
2972                         break;
2973                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2974                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2975         }
2976         return -ENOMEM;
2977 }
2978
2979 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2980 {
2981         struct zone *zone;
2982
2983         for_each_zone(zone) {
2984                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2985
2986                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2987                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2988                         kfree(pset);
2989                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2990         }
2991 }
2992
2993 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2994                 unsigned long action,
2995                 void *hcpu)
2996 {
2997         int cpu = (long)hcpu;
2998         int ret = NOTIFY_OK;
2999
3000         switch (action) {
3001         case CPU_UP_PREPARE:
3002         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3003                 if (process_zones(cpu))
3004                         ret = NOTIFY_BAD;
3005                 break;
3006         case CPU_UP_CANCELED:
3007         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3008         case CPU_DEAD:
3009         case CPU_DEAD_FROZEN:
3010                 free_zone_pagesets(cpu);
3011                 break;
3012         default:
3013                 break;
3014         }
3015         return ret;
3016 }
3017
3018 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
3019         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
3020
3021 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3022 {
3023         int err;
3024
3025         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
3026          * A cpuup callback will do this for every cpu
3027          * as it comes online
3028          */
3029         err = process_zones(smp_processor_id());
3030         BUG_ON(err);
3031         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
3032 }
3033
3034 #endif
3035
3036 static noinline __init_refok
3037 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3038 {
3039         int i;
3040         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3041         size_t alloc_size;
3042
3043         /*
3044          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3045          * per zone.
3046          */
3047         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3048                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3049         zone->wait_table_bits =
3050                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3051         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3052                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3053
3054         if (!slab_is_available()) {
3055                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3056                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
3057         } else {
3058                 /*
3059                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3060                  * via memory hot-add.
3061                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3062                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3063                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3064                  * node itself as well.
3065                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3066                  * necessary.
3067                  */
3068                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3069         }
3070         if (!zone->wait_table)
3071                 return -ENOMEM;
3072
3073         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3074                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3075
3076         return 0;
3077 }
3078
3079 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3080 {
3081         int cpu;
3082         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
3083
3084         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
3085 #ifdef CONFIG_NUMA
3086                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
3087                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
3088                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
3089 #else
3090                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
3091 #endif
3092         }
3093         if (zone->present_pages)
3094                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
3095                         zone->name, zone->present_pages, batch);
3096 }
3097
3098 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3099                                         unsigned long zone_start_pfn,
3100                                         unsigned long size,
3101                                         enum memmap_context context)
3102 {
3103         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3104         int ret;
3105         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3106         if (ret)
3107                 return ret;
3108         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3109
3110         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3111
3112         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3113                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3114                         pgdat->node_id,
3115                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3116                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3117
3118         zone_init_free_lists(zone);
3119
3120         return 0;
3121 }
3122
3123 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3124 /*
3125  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3126  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3127  */
3128 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3129 {
3130         int i;
3131
3132         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3133                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3134                         return i;
3135
3136         return -1;
3137 }
3138
3139 /*
3140  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3141  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3142  */
3143 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3144 {
3145         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3146                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3147                         return index;
3148
3149         return -1;
3150 }
3151
3152 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3153 /*
3154  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3155  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3156  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3157  * alternative
3158  */
3159 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3160 {
3161         int i;
3162
3163         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3164                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3165                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3166
3167                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3168                         return early_node_map[i].nid;
3169         }
3170         /* This is a memory hole */
3171         return -1;
3172 }
3173 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3174
3175 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3176 {
3177         int nid;
3178
3179         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3180         if (nid >= 0)
3181                 return nid;
3182         /* just returns 0 */
3183         return 0;
3184 }
3185
3186 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3187 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3188 {
3189         int nid;
3190
3191         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3192         if (nid >= 0 && nid != node)
3193                 return false;
3194         return true;
3195 }
3196 #endif
3197
3198 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3199 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3200         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3201                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3202
3203 /**
3204  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3205  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3206  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3207  *
3208  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3209  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3210  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3211  */
3212 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3213                                                 unsigned long max_low_pfn)
3214 {
3215         int i;
3216
3217         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3218                 unsigned long size_pages = 0;
3219                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3220
3221                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3222                         continue;
3223
3224                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3225                         end_pfn = max_low_pfn;
3226
3227                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3228                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3229                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3230                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3231         }
3232 }
3233
3234 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3235 {
3236         int i;
3237         int ret;
3238
3239         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3240                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3241                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3242                 if (ret)
3243                         break;
3244         }
3245 }
3246 /**
3247  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3248  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3249  *
3250  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3251  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3252  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3253  */
3254 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3255 {
3256         int i;
3257
3258         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3259                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3260                                 early_node_map[i].start_pfn,
3261                                 early_node_map[i].end_pfn);
3262 }
3263
3264 /**
3265  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3266  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3267  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3268  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3269  *
3270  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3271  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3272  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3273  * PFNs will be 0.
3274  */
3275 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3276                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3277 {
3278         int i;
3279         *start_pfn = -1UL;
3280         *end_pfn = 0;
3281
3282         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3283                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3284                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3285         }
3286
3287         if (*start_pfn == -1UL)
3288                 *start_pfn = 0;
3289 }
3290
3291 /*
3292  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3293  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3294  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3295  */
3296 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3297 {
3298         int zone_index;
3299         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3300                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3301                         continue;
3302
3303                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3304                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3305                         break;
3306         }
3307
3308         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3309         movable_zone = zone_index;
3310 }
3311
3312 /*
3313  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3314  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3315  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3316  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3317  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3318  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3319  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3320  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3321  */
3322 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3323                                         unsigned long zone_type,
3324                                         unsigned long node_start_pfn,
3325                                         unsigned long node_end_pfn,
3326                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3327                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3328 {
3329         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3330         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3331                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3332                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3333                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3334                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3335                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3336
3337                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3338                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3339                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3340                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3341
3342                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3343                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3344                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3345         }
3346 }
3347
3348 /*
3349  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3350  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3351  */
3352 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3353                                         unsigned long zone_type,
3354                                         unsigned long *ignored)
3355 {
3356         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3357         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3358
3359         /* Get the start and end of the node and zone */
3360         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3361         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3362         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3363         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3364                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3365                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3366
3367         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3368         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3369                 return 0;
3370
3371         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3372         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3373         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3374
3375         /* Return the spanned pages */
3376         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3377 }
3378
3379 /*
3380  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3381  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3382  */
3383 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3384                                 unsigned long range_start_pfn,
3385                                 unsigned long range_end_pfn)
3386 {
3387         int i = 0;
3388         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3389         unsigned long start_pfn;
3390
3391         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3392         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3393         if (i == -1)
3394                 return 0;
3395
3396         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3397
3398         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3399         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3400                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3401
3402         /* Find all holes for the zone within the node */
3403         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3404
3405                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3406                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3407                         break;
3408
3409                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3410                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3411                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3412
3413                 /* Update the hole size cound and move on */
3414                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3415                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3416                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3417                 }
3418                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3419         }
3420
3421         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3422         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3423                 hole_pages += range_end_pfn -
3424                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3425
3426         return hole_pages;
3427 }
3428
3429 /**
3430  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3431  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3432  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3433  *
3434  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3435  */
3436 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3437                                                         unsigned long end_pfn)
3438 {
3439         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3440 }
3441
3442 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3443 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3444                                         unsigned long zone_type,
3445                                         unsigned long *ignored)
3446 {
3447         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3448         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3449
3450         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3451         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3452                                                         node_start_pfn);
3453         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3454                                                         node_end_pfn);
3455
3456         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3457                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3458                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3459         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3460 }
3461
3462 #else
3463 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3464                                         unsigned long zone_type,
3465                                         unsigned long *zones_size)
3466 {
3467         return zones_size[zone_type];
3468 }
3469
3470 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3471                                                 unsigned long zone_type,
3472                                                 unsigned long *zholes_size)
3473 {
3474         if (!zholes_size)
3475                 return 0;
3476
3477         return zholes_size[zone_type];
3478 }
3479
3480 #endif
3481
3482 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3483                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3484 {
3485         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3486         enum zone_type i;
3487
3488         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3489                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3490                                                                 zones_size);
3491         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3492
3493         realtotalpages = totalpages;
3494         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3495                 realtotalpages -=
3496                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3497                                                                 zholes_size);
3498         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3499         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3500                                                         realtotalpages);
3501 }
3502
3503 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3504 /*
3505  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3506  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3507  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3508  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3509  * bytes.
3510  */
3511 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3512 {
3513         unsigned long usemapsize;
3514
3515         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3516         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3517         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3518         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3519
3520         return usemapsize / 8;
3521 }
3522
3523 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3524                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3525 {
3526         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3527         zone->pageblock_flags = NULL;
3528         if (usemapsize)
3529                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3530 }
3531 #else
3532 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3533                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3534 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3535
3536 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3537
3538 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3539 static inline int pageblock_default_order(void)
3540 {
3541         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3542                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3543
3544         return MAX_ORDER-1;
3545 }
3546
3547 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3548 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3549 {
3550         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3551         if (pageblock_order)
3552                 return;
3553
3554         /*
3555          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3556          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3557          */
3558         pageblock_order = order;
3559 }
3560 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3561
3562 /*
3563  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3564  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3565  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3566  * pageblock_order based on the kernel config
3567  */
3568 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3569 {
3570         return MAX_ORDER-1;
3571 }
3572 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3573
3574 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3575
3576 /*
3577  * Set up the zone data structures:
3578  *   - mark all pages reserved
3579  *   - mark all memory queues empty
3580  *   - clear the memory bitmaps
3581  */
3582 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3583                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3584 {
3585         enum zone_type j;
3586         int nid = pgdat->node_id;
3587         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3588         int ret;
3589
3590         pgdat_resize_init(pgdat);
3591         pgdat->nr_zones = 0;
3592         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3593         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3594         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3595         
3596         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3597                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3598                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3599                 enum lru_list l;
3600
3601                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3602                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3603                                                                 zholes_size);
3604
3605                 /*
3606                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3607                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3608                  * and per-cpu initialisations
3609                  */
3610                 memmap_pages =
3611                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3612                 if (realsize >= memmap_pages) {
3613                         realsize -= memmap_pages;
3614                         if (memmap_pages)
3615                                 printk(KERN_DEBUG
3616                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3617                                        zone_names[j], memmap_pages);
3618                 } else
3619                         printk(KERN_WARNING
3620                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3621                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3622
3623                 /* Account for reserved pages */
3624                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3625                         realsize -= dma_reserve;
3626                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3627                                         zone_names[0], dma_reserve);
3628                 }
3629
3630                 if (!is_highmem_idx(j))
3631                         nr_kernel_pages += realsize;
3632                 nr_all_pages += realsize;
3633
3634                 zone->spanned_pages = size;
3635                 zone->present_pages = realsize;
3636 #ifdef CONFIG_NUMA
3637                 zone->node = nid;
3638                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3639                                                 / 100;
3640                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3641 #endif
3642                 zone->name = zone_names[j];
3643                 spin_lock_init(&zone->lock);
3644                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3645                 zone_seqlock_init(zone);
3646                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3647
3648                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3649
3650                 zone_pcp_init(zone);
3651                 for_each_lru(l) {
3652                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
3653                         zone->lru[l].nr_scan = 0;
3654                 }
3655                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
3656                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
3657                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
3658                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
3659                 zap_zone_vm_stats(zone);
3660                 zone->flags = 0;
3661                 if (!size)
3662                         continue;
3663
3664                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3665                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3666                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3667                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3668                 BUG_ON(ret);
3669                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3670                 zone_start_pfn += size;
3671         }
3672 }
3673
3674 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3675 {
3676         /* Skip empty nodes */
3677         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3678                 return;
3679
3680 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3681         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3682         if (!pgdat->node_mem_map) {
3683                 unsigned long size, start, end;
3684                 struct page *map;
3685
3686                 /*
3687                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3688                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3689                  * for the buddy allocator to function correctly.
3690                  */
3691                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3692                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3693                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3694                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3695                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3696                 if (!map)
3697                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3698                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3699         }
3700 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3701         /*
3702          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3703          */
3704         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3705                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3706 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3707                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3708                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3709 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3710         }
3711 #endif
3712 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3713 }
3714
3715 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
3716                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
3717 {
3718         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3719
3720         pgdat->node_id = nid;
3721         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3722         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3723
3724         alloc_node_mem_map(pgdat);
3725 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3726         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3727                 nid, (unsigned long)pgdat,
3728                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3729 #endif
3730
3731         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3732 }
3733
3734 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3735
3736 #if MAX_NUMNODES > 1
3737 /*
3738  * Figure out the number of possible node ids.
3739  */
3740 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3741 {
3742         unsigned int node;
3743         unsigned int highest = 0;
3744
3745         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3746                 highest = node;
3747         nr_node_ids = highest + 1;
3748 }
3749 #else
3750 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3751 {
3752 }
3753 #endif
3754
3755 /**
3756  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3757  * @nid: The node ID the range resides on
3758  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3759  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3760  *
3761  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3762  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3763  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3764  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3765  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3766  */
3767 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3768                                                 unsigned long end_pfn)
3769 {
3770         int i;
3771
3772         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3773                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3774                         "%d entries of %d used\n",
3775                         nid, start_pfn, end_pfn,
3776                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3777
3778         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3779
3780         /* Merge with existing active regions if possible */
3781         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3782                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3783                         continue;
3784
3785                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3786                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3787                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3788                         return;
3789
3790                 /* Merge forward if suitable */
3791                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3792                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3793                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3794                         return;
3795                 }
3796
3797                 /* Merge backward if suitable */
3798                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3799                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3800                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3801                         return;
3802                 }
3803         }
3804
3805         /* Check that early_node_map is large enough */
3806         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3807                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3808                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3809                 return;
3810         }
3811
3812         early_node_map[i].nid = nid;
3813         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3814         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3815         nr_nodemap_entries = i + 1;
3816 }
3817
3818 /**
3819  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3820  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3821  * @start_pfn: The new PFN of the range
3822  * @end_pfn: The new PFN of the range
3823  *
3824  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3825  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3826  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3827  * range.
3828  */
3829 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3830                                 unsigned long end_pfn)
3831 {
3832         int i, j;
3833         int removed = 0;
3834
3835         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3836                           nid, start_pfn, end_pfn);
3837
3838         /* Find the old active region end and shrink */
3839         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3840                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3841                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3842                         /* clear it */
3843                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3844                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3845                         removed = 1;
3846                         continue;
3847                 }
3848                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3849                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3850                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3851                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3852                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3853                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3854                         continue;
3855                 }
3856                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3857                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3858                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3859                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3860                         continue;
3861                 }
3862         }
3863
3864         if (!removed)
3865                 return;
3866
3867         /* remove the blank ones */
3868         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3869                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3870                         continue;
3871                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3872                         continue;
3873                 /* we found it, get rid of it */
3874                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3875                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3876                                 sizeof(early_node_map[j]));
3877                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3878                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3879                 nr_nodemap_entries--;
3880         }
3881 }
3882
3883 /**
3884  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3885  *
3886  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3887  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3888  * all currently registered regions.
3889  */
3890 void __init remove_all_active_ranges(void)
3891 {
3892         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3893         nr_nodemap_entries = 0;
3894 }
3895
3896 /* Compare two active node_active_regions */
3897 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3898 {
3899         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3900         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3901
3902         /* Done this way to avoid overflows */
3903         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3904                 return 1;
3905         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3906                 return -1;
3907
3908         return 0;
3909 }
3910
3911 /* sort the node_map by start_pfn */
3912 static void __init sort_node_map(void)
3913 {
3914         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3915                         sizeof(struct node_active_region),
3916                         cmp_node_active_region, NULL);
3917 }
3918
3919 /* Find the lowest pfn for a node */
3920 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3921 {
3922         int i;
3923         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3924
3925         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3926         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3927                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3928
3929         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3930                 printk(KERN_WARNING
3931                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3932                 return 0;
3933         }
3934
3935         return min_pfn;
3936 }
3937
3938 /**
3939  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3940  *
3941  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3942  * add_active_range().
3943  */
3944 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3945 {
3946         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3947 }
3948
3949 /*
3950  * early_calculate_totalpages()
3951  * Sum pages in active regions for movable zone.
3952  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3953  */
3954 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3955 {
3956         int i;
3957         unsigned long totalpages = 0;
3958
3959         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3960                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3961                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3962                 totalpages += pages;
3963                 if (pages)
3964                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3965         }
3966         return totalpages;
3967 }
3968
3969 /*
3970  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3971  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3972  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3973  * others
3974  */
3975 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3976 {
3977         int i, nid;
3978         unsigned long usable_startpfn;
3979         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3980         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3981         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3982
3983         /*
3984          * If movablecore was specified, calculate what size of
3985          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3986          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3987          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3988          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3989          * what movablecore would have allowed.
3990          */
3991         if (required_movablecore) {
3992                 unsigned long corepages;
3993
3994                 /*
3995                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3996                  * was requested by the user
3997                  */
3998                 required_movablecore =
3999                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4000                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4001
4002                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4003         }
4004
4005         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4006         if (!required_kernelcore)
4007                 return;
4008
4009         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4010         find_usable_zone_for_movable();
4011         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4012
4013 restart:
4014         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4015         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4016         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4017                 /*
4018                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4019                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4020                  * amount of memory for the kernel
4021                  */
4022                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4023                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4024
4025                 /*
4026                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4027                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4028                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4029                  */
4030                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4031
4032                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4033                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4034                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4035                         unsigned long size_pages;
4036
4037                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4038                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4039                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4040                         if (start_pfn >= end_pfn)
4041                                 continue;
4042
4043                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4044                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4045                                 unsigned long kernel_pages;
4046                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4047                                                                 - start_pfn;
4048
4049                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4050                                                         kernelcore_remaining);
4051                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4052                                                         required_kernelcore);
4053
4054                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4055                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4056
4057                                         /*
4058                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4059                                          * that if we have to rebalance
4060                                          * kernelcore across nodes, we will
4061                                          * not double account here
4062                                          */
4063                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4064                                         continue;
4065                                 }
4066                                 start_pfn = usable_startpfn;
4067                         }
4068
4069                         /*
4070                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4071                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4072                          * number of pages used as kernelcore
4073                          */
4074                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4075                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4076                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4077                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4078
4079                         /*
4080                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4081                          * break if the kernelcore for this node has been
4082                          * satisified
4083                          */
4084                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4085                                                                 size_pages);
4086                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4087                         if (!kernelcore_remaining)
4088                                 break;
4089                 }
4090         }
4091
4092         /*
4093          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4094          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4095          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4096          * satisified
4097          */
4098         usable_nodes--;
4099         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4100                 goto restart;
4101
4102         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4103         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4104                 zone_movable_pfn[nid] =
4105                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4106 }
4107
4108 /* Any regular memory on that node ? */
4109 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4110 {
4111 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4112         enum zone_type zone_type;
4113
4114         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4115                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4116                 if (zone->present_pages)
4117                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4118         }
4119 #endif
4120 }
4121
4122 /**
4123  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4124  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4125  *
4126  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4127  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4128  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4129  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4130  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4131  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4132  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4133  * at arch_max_dma_pfn.
4134  */
4135 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4136 {
4137         unsigned long nid;
4138         int i;
4139
4140         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4141         sort_node_map();
4142
4143         /* Record where the zone boundaries are */
4144         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4145                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4146         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4147                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4148         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4149         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4150         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4151                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4152                         continue;
4153                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4154                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4155                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4156                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4157         }
4158         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4159         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4160
4161         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4162         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4163         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4164
4165         /* Print out the zone ranges */
4166         printk("Zone PFN ranges:\n");
4167         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4168                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4169                         continue;
4170                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
4171                                 zone_names[i],
4172                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4173                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4174         }
4175
4176         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4177         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4178         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4179                 if (zone_movable_pfn[i])
4180                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4181         }
4182
4183         /* Print out the early_node_map[] */
4184         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4185         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4186                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4187                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4188                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4189
4190         /* Initialise every node */
4191         mminit_verify_pageflags_layout();
4192         setup_nr_node_ids();
4193         for_each_online_node(nid) {
4194                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4195                 free_area_init_node(nid, NULL,
4196                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4197
4198                 /* Any memory on that node */
4199                 if (pgdat->node_present_pages)
4200                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4201                 check_for_regular_memory(pgdat);
4202         }
4203 }
4204
4205 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4206 {
4207         unsigned long long coremem;
4208         if (!p)
4209                 return -EINVAL;
4210
4211         coremem = memparse(p, &p);
4212         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4213
4214         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4215         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4216
4217         return 0;
4218 }
4219
4220 /*
4221  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4222  * cannot be reclaimed or migrated.
4223  */
4224 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4225 {
4226         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4227 }
4228
4229 /*
4230  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4231  * can be reclaimed or migrated.
4232  */
4233 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4234 {
4235         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4236 }
4237
4238 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4239 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4240
4241 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4242
4243 /**
4244  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4245  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4246  *
4247  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4248  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4249  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4250  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4251  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4252  * smaller per-cpu batchsize.
4253  */
4254 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4255 {
4256         dma_reserve = new_dma_reserve;
4257 }
4258
4259 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4260 struct pglist_data __refdata contig_page_data = { .bdata = &bootmem_node_data[0] };
4261 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4262 #endif
4263
4264 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4265 {
4266         free_area_init_node(0, zones_size,
4267                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4268 }
4269
4270 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4271                                  unsigned long action, void *hcpu)
4272 {
4273         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4274
4275         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4276                 drain_pages(cpu);
4277
4278                 /*
4279                  * Spill the event counters of the dead processor
4280                  * into the current processors event counters.
4281                  * This artificially elevates the count of the current
4282                  * processor.
4283                  */
4284                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4285
4286                 /*
4287                  * Zero the differential counters of the dead processor
4288                  * so that the vm statistics are consistent.
4289                  *
4290                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4291                  * race with what we are doing.
4292                  */
4293                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4294         }
4295         return NOTIFY_OK;
4296 }
4297
4298 void __init page_alloc_init(void)
4299 {
4300         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4301 }
4302
4303 /*
4304  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4305  *      or min_free_kbytes changes.
4306  */
4307 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4308 {
4309         struct pglist_data *pgdat;
4310         unsigned long reserve_pages = 0;
4311         enum zone_type i, j;
4312
4313         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4314                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4315                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4316                         unsigned long max = 0;
4317
4318                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4319                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4320                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4321                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4322                         }
4323
4324                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
4325                         max += high_wmark_pages(zone);
4326
4327                         if (max > zone->present_pages)
4328                                 max = zone->present_pages;
4329                         reserve_pages += max;
4330                 }
4331         }
4332         totalreserve_pages = reserve_pages;
4333 }
4334
4335 /*
4336  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4337  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4338  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4339  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4340  */
4341 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4342 {
4343         struct pglist_data *pgdat;
4344         enum zone_type j, idx;
4345
4346         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4347                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4348                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4349                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4350
4351                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4352
4353                         idx = j;
4354                         while (idx) {
4355                                 struct zone *lower_zone;
4356
4357                                 idx--;
4358
4359                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4360                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4361
4362                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4363                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4364                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4365                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4366                         }
4367                 }
4368         }
4369
4370         /* update totalreserve_pages */
4371         calculate_totalreserve_pages();
4372 }
4373
4374 /**
4375  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4376  *
4377  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4378  * with respect to min_free_kbytes.
4379  */
4380 void setup_per_zone_pages_min(void)
4381 {
4382         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4383         unsigned long lowmem_pages = 0;
4384         struct zone *zone;
4385         unsigned long flags;
4386
4387         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4388         for_each_zone(zone) {
4389                 if (!is_highmem(zone))
4390                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4391         }
4392
4393         for_each_zone(zone) {
4394                 u64 tmp;
4395
4396                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4397                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4398                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4399                 if (is_highmem(zone)) {
4400                         /*
4401                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4402                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4403                          * value here.
4404                          *
4405                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
4406                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4407                          * not be capped for highmem.
4408                          */
4409                         int min_pages;
4410
4411                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4412                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4413                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4414                         if (min_pages > 128)
4415                                 min_pages = 128;
4416                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
4417                 } else {
4418                         /*
4419                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4420                          * proportionate to the zone's size.
4421                          */
4422                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
4423                 }
4424
4425                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
4426                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
4427                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4428                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4429         }
4430
4431         /* update totalreserve_pages */
4432         calculate_totalreserve_pages();
4433 }
4434
4435 /**
4436  * setup_per_zone_inactive_ratio - called when min_free_kbytes changes.
4437  *
4438  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
4439  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
4440  * to be referenced again before it is swapped out.
4441  *
4442  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
4443  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
4444  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
4445  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
4446  *
4447  * total     target    max
4448  * memory    ratio     inactive anon
4449  * -------------------------------------
4450  *   10MB       1         5MB
4451  *  100MB       1        50MB
4452  *    1GB       3       250MB
4453  *   10GB      10       0.9GB
4454  *  100GB      31         3GB
4455  *    1TB     101        10GB
4456  *   10TB     320        32GB
4457  */
4458 static void setup_per_zone_inactive_ratio(void)
4459 {
4460         struct zone *zone;
4461
4462         for_each_zone(zone) {
4463                 unsigned int gb, ratio;
4464
4465                 /* Zone size in gigabytes */
4466                 gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
4467                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
4468                 if (!ratio)
4469                         ratio = 1;
4470
4471                 zone->inactive_ratio = ratio;
4472         }
4473 }
4474
4475 /*
4476  * Initialise min_free_kbytes.
4477  *
4478  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4479  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4480  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4481  *
4482  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4483  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4484  *
4485  * which yields
4486  *
4487  * 16MB:        512k
4488  * 32MB:        724k
4489  * 64MB:        1024k
4490  * 128MB:       1448k
4491  * 256MB:       2048k
4492  * 512MB:       2896k
4493  * 1024MB:      4096k
4494  * 2048MB:      5792k
4495  * 4096MB:      8192k
4496  * 8192MB:      11584k
4497  * 16384MB:     16384k
4498  */
4499 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4500 {
4501         unsigned long lowmem_kbytes;
4502
4503         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4504
4505         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4506         if (min_free_kbytes < 128)
4507                 min_free_kbytes = 128;
4508         if (min_free_kbytes > 65536)
4509                 min_free_kbytes = 65536;
4510         setup_per_zone_pages_min();
4511         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4512         setup_per_zone_inactive_ratio();
4513         return 0;
4514 }
4515 module_init(init_per_zone_pages_min)
4516
4517 /*
4518  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4519  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4520  *      changes.
4521  */
4522 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4523         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4524 {
4525         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4526         if (write)
4527                 setup_per_zone_pages_min();
4528         return 0;
4529 }
4530
4531 #ifdef CONFIG_NUMA
4532 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4533         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4534 {
4535         struct zone *zone;
4536         int rc;
4537
4538         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4539         if (rc)
4540                 return rc;
4541
4542         for_each_zone(zone)
4543                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4544                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4545         return 0;
4546 }
4547
4548 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4549         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4550 {
4551         struct zone *zone;
4552         int rc;
4553
4554         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4555         if (rc)
4556                 return rc;
4557
4558         for_each_zone(zone)
4559                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4560                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4561         return 0;
4562 }
4563 #endif
4564
4565 /*
4566  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4567  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4568  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4569  *
4570  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4571  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4572  * if in function of the boot time zone sizes.
4573  */
4574 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4575         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4576 {
4577         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4578         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4579         return 0;
4580 }
4581
4582 /*
4583  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4584  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4585  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4586  */
4587
4588 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4589         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4590 {
4591         struct zone *zone;
4592         unsigned int cpu;
4593         int ret;
4594
4595         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4596         if (!write || (ret == -EINVAL))
4597                 return ret;
4598         for_each_zone(zone) {
4599                 for_each_online_cpu(cpu) {
4600                         unsigned long  high;
4601                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4602                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4603                 }
4604         }
4605         return 0;
4606 }
4607
4608 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4609
4610 #ifdef CONFIG_NUMA
4611 static int __init set_hashdist(char *str)
4612 {
4613         if (!str)
4614                 return 0;
4615         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4616         return 1;
4617 }
4618 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4619 #endif
4620
4621 /*
4622  * allocate a large system hash table from bootmem
4623  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4624  *   quantity of entries
4625  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4626  */
4627 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4628                                      unsigned long bucketsize,
4629                                      unsigned long numentries,
4630                                      int scale,
4631                                      int flags,
4632                                      unsigned int *_hash_shift,
4633                                      unsigned int *_hash_mask,
4634                                      unsigned long limit)
4635 {
4636         unsigned long long max = limit;
4637         unsigned long log2qty, size;
4638         void *table = NULL;
4639
4640         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4641         if (!numentries) {
4642                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4643                 numentries = nr_kernel_pages;
4644                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4645                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4646                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4647
4648                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4649                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4650                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4651                 else
4652                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4653
4654                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4655                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4656                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4657         }
4658         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4659
4660         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4661         if (max == 0) {
4662                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4663                 do_div(max, bucketsize);
4664         }
4665
4666         if (numentries > max)
4667                 numentries = max;
4668
4669         log2qty = ilog2(numentries);
4670
4671         do {
4672                 size = bucketsize << log2qty;
4673                 if (flags & HASH_EARLY)
4674                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
4675                 else if (hashdist)
4676                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4677                 else {
4678                         unsigned long order = get_order(size);
4679
4680                         if (order < MAX_ORDER)
4681                                 table = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC,
4682                                                                 order);
4683                         /*
4684                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4685                          * some pages at the end of hash table.
4686                          */
4687                         if (table) {
4688                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4689                                                 (PAGE_SIZE << order);
4690                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4691                                                 PAGE_ALIGN(size);
4692                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4693                                 while (used < alloc_end) {
4694                                         free_page(used);
4695                                         used += PAGE_SIZE;
4696                                 }
4697                         }
4698                 }
4699         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4700
4701         if (!table)
4702                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4703
4704         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4705                tablename,
4706                (1U << log2qty),
4707                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4708                size);
4709
4710         if (_hash_shift)
4711                 *_hash_shift = log2qty;
4712         if (_hash_mask)
4713                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4714
4715         /*
4716          * If hashdist is set, the table allocation is done with __vmalloc()
4717          * which invokes the kmemleak_alloc() callback. This function may also
4718          * be called before the slab and kmemleak are initialised when
4719          * kmemleak simply buffers the request to be executed later
4720          * (GFP_ATOMIC flag ignored in this case).
4721          */
4722         if (!hashdist)
4723                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
4724
4725         return table;
4726 }
4727
4728 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4729 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4730                                                         unsigned long pfn)
4731 {
4732 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4733         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4734 #else
4735         return zone->pageblock_flags;
4736 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4737 }
4738
4739 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4740 {
4741 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4742         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4743         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4744 #else
4745         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4746         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4747 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4748 }
4749
4750 /**
4751  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4752  * @page: The page within the block of interest
4753  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4754  * @end_bitidx: The last bit of interest
4755  * returns pageblock_bits flags
4756  */
4757 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4758                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4759 {
4760         struct zone *zone;
4761         unsigned long *bitmap;
4762         unsigned long pfn, bitidx;
4763         unsigned long flags = 0;
4764         unsigned long value = 1;
4765
4766         zone = page_zone(page);
4767         pfn = page_to_pfn(page);
4768         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4769         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4770
4771         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4772                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4773                         flags |= value;
4774
4775         return flags;
4776 }
4777
4778 /**
4779  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4780  * @page: The page within the block of interest
4781  * @start_bitidx: The first bit of interest
4782  * @end_bitidx: The last bit of interest
4783  * @flags: The flags to set
4784  */
4785 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4786                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4787 {
4788         struct zone *zone;
4789         unsigned long *bitmap;
4790         unsigned long pfn, bitidx;
4791         unsigned long value = 1;
4792
4793         zone = page_zone(page);
4794         pfn = page_to_pfn(page);
4795         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4796         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4797         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4798         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4799
4800         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4801                 if (flags & value)
4802                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4803                 else
4804                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4805 }
4806
4807 /*
4808  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4809  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4810  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4811  */
4812
4813 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4814 {
4815         struct zone *zone;
4816         unsigned long flags;
4817         int ret = -EBUSY;
4818
4819         zone = page_zone(page);
4820         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4821         /*
4822          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4823          */
4824         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4825                 goto out;
4826         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4827         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4828         ret = 0;
4829 out:
4830         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4831         if (!ret)
4832                 drain_all_pages();
4833         return ret;
4834 }
4835
4836 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4837 {
4838         struct zone *zone;
4839         unsigned long flags;
4840         zone = page_zone(page);
4841         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4842         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4843                 goto out;
4844         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4845         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4846 out:
4847         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4848 }
4849
4850 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4851 /*
4852  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4853  */
4854 void
4855 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4856 {
4857         struct page *page;
4858         struct zone *zone;
4859         int order, i;
4860         unsigned long pfn;
4861         unsigned long flags;
4862         /* find the first valid pfn */
4863         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4864                 if (pfn_valid(pfn))
4865                         break;
4866         if (pfn == end_pfn)
4867                 return;
4868         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4869         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4870         pfn = start_pfn;
4871         while (pfn < end_pfn) {
4872                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4873                         pfn++;
4874                         continue;
4875                 }
4876                 page = pfn_to_page(pfn);
4877                 BUG_ON(page_count(page));
4878                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4879                 order = page_order(page);
4880 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4881                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4882                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4883 #endif
4884                 list_del(&page->lru);
4885                 rmv_page_order(page);
4886                 zone->free_area[order].nr_free--;
4887                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4888                                       - (1UL << order));
4889                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4890                         SetPageReserved((page+i));
4891                 pfn += (1 << order);
4892         }
4893         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4894 }
4895 #endif