- Update Xen patches to 3.1-rc5 and c/s 1104.
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
131
132 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
133 int pageblock_order __read_mostly;
134 #endif
135
136 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
137
138 /*
139  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
140  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
141  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
142  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
143  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
144  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
145  *
146  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
147  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
148  */
149 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
150 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
151          256,
152 #endif
153 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
154          256,
155 #endif
156 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
157          32,
158 #endif
159          32,
160 };
161
162 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
163
164 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
165 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
166          "DMA",
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
169          "DMA32",
170 #endif
171          "Normal",
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173          "HighMem",
174 #endif
175          "Movable",
176 };
177
178 int min_free_kbytes = 1024;
179
180 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
181 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
182 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
183
184 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
185   /*
186    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
187    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
188    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
189    * so the number of times add_active_range() can be called is
190    * related to the number of nodes and the number of holes
191    */
192   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
193     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
194     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
195   #else
196     #if MAX_NUMNODES >= 32
197       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
198       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
199     #else
200       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
201       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
202     #endif
203   #endif
204
205   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
206   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
207   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
208   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
209   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
210   static unsigned long __initdata required_movablecore;
211   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
212
213   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
214   int movable_zone;
215   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
216 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
217
218 #if MAX_NUMNODES > 1
219 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
220 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
221 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
222 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
223 #endif
224
225 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
226
227 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
228 {
229
230         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
231                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
232
233         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
234                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
235 }
236
237 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
238
239 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
240 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
241 {
242         int ret = 0;
243         unsigned seq;
244         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
245
246         do {
247                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
248                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
249                         ret = 1;
250                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
251                         ret = 1;
252         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
253
254         return ret;
255 }
256
257 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
258 {
259         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
260                 return 0;
261         if (zone != page_zone(page))
262                 return 0;
263
264         return 1;
265 }
266 /*
267  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
268  */
269 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
270 {
271         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
272                 return 1;
273         if (!page_is_consistent(zone, page))
274                 return 1;
275
276         return 0;
277 }
278 #else
279 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
280 {
281         return 0;
282 }
283 #endif
284
285 static void bad_page(struct page *page)
286 {
287         static unsigned long resume;
288         static unsigned long nr_shown;
289         static unsigned long nr_unshown;
290
291         /* Don't complain about poisoned pages */
292         if (PageHWPoison(page)) {
293                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
294                 return;
295         }
296
297         /*
298          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
299          * or allow a steady drip of one report per second.
300          */
301         if (nr_shown == 60) {
302                 if (time_before(jiffies, resume)) {
303                         nr_unshown++;
304                         goto out;
305                 }
306                 if (nr_unshown) {
307                         printk(KERN_ALERT
308                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
309                                 nr_unshown);
310                         nr_unshown = 0;
311                 }
312                 nr_shown = 0;
313         }
314         if (nr_shown++ == 0)
315                 resume = jiffies + 60 * HZ;
316
317         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
318                 current->comm, page_to_pfn(page));
319         dump_page(page);
320
321         dump_stack();
322 out:
323         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
324         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
325         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
326 }
327
328 /*
329  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
330  *
331  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
332  *
333  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
334  *
335  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
336  * the head page (even the head page has this).
337  *
338  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
339  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
340  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
341  */
342
343 static void free_compound_page(struct page *page)
344 {
345         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
346 }
347
348 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
349 {
350         int i;
351         int nr_pages = 1 << order;
352
353         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
354         set_compound_order(page, order);
355         __SetPageHead(page);
356         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
357                 struct page *p = page + i;
358
359                 __SetPageTail(p);
360                 p->first_page = page;
361         }
362 }
363
364 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
365 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
366 {
367         int i;
368         int nr_pages = 1 << order;
369         int bad = 0;
370
371         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
372             unlikely(!PageHead(page))) {
373                 bad_page(page);
374                 bad++;
375         }
376
377         __ClearPageHead(page);
378
379         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
380                 struct page *p = page + i;
381
382                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
383                         bad_page(page);
384                         bad++;
385                 }
386                 __ClearPageTail(p);
387         }
388
389         return bad;
390 }
391
392 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
393 {
394         int i;
395
396         /*
397          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
398          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
399          */
400         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
401         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
402                 clear_highpage(page + i);
403 }
404
405 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
406 {
407         set_page_private(page, order);
408         __SetPageBuddy(page);
409 }
410
411 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
412 {
413         __ClearPageBuddy(page);
414         set_page_private(page, 0);
415 }
416
417 /*
418  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
419  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
420  *
421  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
422  * the following equation:
423  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
424  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
425  * 1 buddy is #10:
426  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
427  *
428  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
429  * satisfies the following equation:
430  *     P = B & ~(1 << O)
431  *
432  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
433  */
434 static inline unsigned long
435 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
436 {
437         return page_idx ^ (1 << order);
438 }
439
440 /*
441  * This function checks whether a page is free && is the buddy
442  * we can do coalesce a page and its buddy if
443  * (a) the buddy is not in a hole &&
444  * (b) the buddy is in the buddy system &&
445  * (c) a page and its buddy have the same order &&
446  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
447  *
448  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
449  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
450  *
451  * For recording page's order, we use page_private(page).
452  */
453 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
454                                                                 int order)
455 {
456         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
457                 return 0;
458
459         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
460                 return 0;
461
462         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
463                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
464                 return 1;
465         }
466         return 0;
467 }
468
469 /*
470  * Freeing function for a buddy system allocator.
471  *
472  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
473  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
474  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
475  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
476  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
477  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
478  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
479  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
480  * parts of the VM system.
481  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
482  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
483  * order is recorded in page_private(page) field.
484  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
485  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
486  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
487  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
488  * triggers coalescing into a block of larger size.            
489  *
490  * -- wli
491  */
492
493 static inline void __free_one_page(struct page *page,
494                 struct zone *zone, unsigned int order,
495                 int migratetype)
496 {
497         unsigned long page_idx;
498         unsigned long combined_idx;
499         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
500         struct page *buddy;
501
502         if (unlikely(PageCompound(page)))
503                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
504                         return;
505
506         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
507
508         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
509
510         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
511         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
512
513         while (order < MAX_ORDER-1) {
514                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
515                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
516                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
517                         break;
518
519                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
520                 list_del(&buddy->lru);
521                 zone->free_area[order].nr_free--;
522                 rmv_page_order(buddy);
523                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
524                 page = page + (combined_idx - page_idx);
525                 page_idx = combined_idx;
526                 order++;
527         }
528         set_page_order(page, order);
529
530         /*
531          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
532          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
533          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
534          * that is happening, add the free page to the tail of the list
535          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
536          * as a higher order page
537          */
538         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
539                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
540                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
541                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
542                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
543                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
544                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
545                         list_add_tail(&page->lru,
546                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
547                         goto out;
548                 }
549         }
550
551         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
552 out:
553         zone->free_area[order].nr_free++;
554 }
555
556 /*
557  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
558  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
559  * free_pages_check() will verify...
560  */
561 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
562 {
563         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
564         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
565 }
566
567 static inline int free_pages_check(struct page *page)
568 {
569         if (unlikely(page_mapcount(page) |
570                 (page->mapping != NULL)  |
571                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
572                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
573                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
574                 bad_page(page);
575                 return 1;
576         }
577         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
578                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
579         return 0;
580 }
581
582 /*
583  * Frees a number of pages from the PCP lists
584  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
585  * count is the number of pages to free.
586  *
587  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
588  * see if this freeing clears that state.
589  *
590  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
591  * pinned" detection logic.
592  */
593 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
594                                         struct per_cpu_pages *pcp)
595 {
596         int migratetype = 0;
597         int batch_free = 0;
598         int to_free = count;
599
600         spin_lock(&zone->lock);
601         zone->all_unreclaimable = 0;
602         zone->pages_scanned = 0;
603
604         while (to_free) {
605                 struct page *page;
606                 struct list_head *list;
607
608                 /*
609                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
610                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
611                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
612                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
613                  * lists
614                  */
615                 do {
616                         batch_free++;
617                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
618                                 migratetype = 0;
619                         list = &pcp->lists[migratetype];
620                 } while (list_empty(list));
621
622                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
623                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
624                         batch_free = to_free;
625
626                 do {
627                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
628                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
629                         list_del(&page->lru);
630                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
631                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
632                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
633                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
634         }
635         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
636         spin_unlock(&zone->lock);
637 }
638
639 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
640                                 int migratetype)
641 {
642         spin_lock(&zone->lock);
643         zone->all_unreclaimable = 0;
644         zone->pages_scanned = 0;
645
646         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
647         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
648         spin_unlock(&zone->lock);
649 }
650
651 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
652 {
653         int i;
654         int bad = 0;
655
656 #ifdef CONFIG_XEN
657         if (PageForeign(page)) {
658                 PageForeignDestructor(page, order);
659                 return false;
660         }
661 #endif
662
663         trace_mm_page_free_direct(page, order);
664         kmemcheck_free_shadow(page, order);
665
666         if (PageAnon(page))
667                 page->mapping = NULL;
668         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
669                 bad += free_pages_check(page + i);
670         if (bad)
671                 return false;
672
673         if (!PageHighMem(page)) {
674                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
675                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
676                                            PAGE_SIZE << order);
677         }
678         arch_free_page(page, order);
679         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
680
681         return true;
682 }
683
684 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
685 {
686         unsigned long flags;
687         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
688
689 #ifdef CONFIG_XEN
690         WARN_ON(PageForeign(page) && wasMlocked);
691 #endif
692         if (!free_pages_prepare(page, order))
693                 return;
694
695         local_irq_save(flags);
696         if (unlikely(wasMlocked))
697                 free_page_mlock(page);
698         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
699         free_one_page(page_zone(page), page, order,
700                                         get_pageblock_migratetype(page));
701         local_irq_restore(flags);
702 }
703
704 /*
705  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
706  */
707 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
708 {
709         if (order == 0) {
710                 __ClearPageReserved(page);
711                 set_page_count(page, 0);
712                 set_page_refcounted(page);
713                 __free_page(page);
714         } else {
715                 int loop;
716
717                 prefetchw(page);
718                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
719                         struct page *p = &page[loop];
720
721                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
722                                 prefetchw(p + 1);
723                         __ClearPageReserved(p);
724                         set_page_count(p, 0);
725                 }
726
727                 set_page_refcounted(page);
728                 __free_pages(page, order);
729         }
730 }
731
732
733 /*
734  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
735  * Please do not alter this order without good reasons and regression
736  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
737  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
738  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
739  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
740  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
741  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
742  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
743  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
744  *
745  * -- wli
746  */
747 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
748         int low, int high, struct free_area *area,
749         int migratetype)
750 {
751         unsigned long size = 1 << high;
752
753         while (high > low) {
754                 area--;
755                 high--;
756                 size >>= 1;
757                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
758                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
759                 area->nr_free++;
760                 set_page_order(&page[size], high);
761         }
762 }
763
764 /*
765  * This page is about to be returned from the page allocator
766  */
767 static inline int check_new_page(struct page *page)
768 {
769         if (unlikely(page_mapcount(page) |
770                 (page->mapping != NULL)  |
771                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
772                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
773                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
774                 bad_page(page);
775                 return 1;
776         }
777         return 0;
778 }
779
780 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
781 {
782         int i;
783
784         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
785                 struct page *p = page + i;
786                 if (unlikely(check_new_page(p)))
787                         return 1;
788         }
789
790         set_page_private(page, 0);
791         set_page_refcounted(page);
792
793         arch_alloc_page(page, order);
794         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
795
796         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
797                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
798
799         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
800                 prep_compound_page(page, order);
801
802         return 0;
803 }
804
805 /*
806  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
807  * the smallest available page from the freelists
808  */
809 static inline
810 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
811                                                 int migratetype)
812 {
813         unsigned int current_order;
814         struct free_area * area;
815         struct page *page;
816
817         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
818         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
819                 area = &(zone->free_area[current_order]);
820                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
821                         continue;
822
823                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
824                                                         struct page, lru);
825                 list_del(&page->lru);
826                 rmv_page_order(page);
827                 area->nr_free--;
828                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
829                 return page;
830         }
831
832         return NULL;
833 }
834
835
836 /*
837  * This array describes the order lists are fallen back to when
838  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
839  */
840 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
841         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
842         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
843         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
844         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
845 };
846
847 /*
848  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
849  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
850  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
851  */
852 static int move_freepages(struct zone *zone,
853                           struct page *start_page, struct page *end_page,
854                           int migratetype)
855 {
856         struct page *page;
857         unsigned long order;
858         int pages_moved = 0;
859
860 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
861         /*
862          * page_zone is not safe to call in this context when
863          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
864          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
865          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
866          * grouping pages by mobility
867          */
868         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
869 #endif
870
871         for (page = start_page; page <= end_page;) {
872                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
873                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
874
875                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
876                         page++;
877                         continue;
878                 }
879
880                 if (!PageBuddy(page)) {
881                         page++;
882                         continue;
883                 }
884
885                 order = page_order(page);
886                 list_move(&page->lru,
887                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
888                 page += 1 << order;
889                 pages_moved += 1 << order;
890         }
891
892         return pages_moved;
893 }
894
895 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
896                                 int migratetype)
897 {
898         unsigned long start_pfn, end_pfn;
899         struct page *start_page, *end_page;
900
901         start_pfn = page_to_pfn(page);
902         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
903         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
904         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
905         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
906
907         /* Do not cross zone boundaries */
908         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
909                 start_page = page;
910         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
911                 return 0;
912
913         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
914 }
915
916 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
917                                         int start_order, int migratetype)
918 {
919         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
920
921         while (nr_pageblocks--) {
922                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
923                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
924         }
925 }
926
927 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
928 static inline struct page *
929 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
930 {
931         struct free_area * area;
932         int current_order;
933         struct page *page;
934         int migratetype, i;
935
936         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
937         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
938                                                 --current_order) {
939                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
940                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
941
942                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
943                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
944                                 continue;
945
946                         area = &(zone->free_area[current_order]);
947                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
948                                 continue;
949
950                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
951                                         struct page, lru);
952                         area->nr_free--;
953
954                         /*
955                          * If breaking a large block of pages, move all free
956                          * pages to the preferred allocation list. If falling
957                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
958                          * aggressive about taking ownership of free pages
959                          */
960                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
961                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
962                                         page_group_by_mobility_disabled) {
963                                 unsigned long pages;
964                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
965                                                                 start_migratetype);
966
967                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
968                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
969                                                 page_group_by_mobility_disabled)
970                                         set_pageblock_migratetype(page,
971                                                                 start_migratetype);
972
973                                 migratetype = start_migratetype;
974                         }
975
976                         /* Remove the page from the freelists */
977                         list_del(&page->lru);
978                         rmv_page_order(page);
979
980                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
981                         if (current_order >= pageblock_order)
982                                 change_pageblock_range(page, current_order,
983                                                         start_migratetype);
984
985                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
986
987                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
988                                 start_migratetype, migratetype);
989
990                         return page;
991                 }
992         }
993
994         return NULL;
995 }
996
997 /*
998  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
999  * Call me with the zone->lock already held.
1000  */
1001 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1002                                                 int migratetype)
1003 {
1004         struct page *page;
1005
1006 retry_reserve:
1007         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1008
1009         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1010                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1011
1012                 /*
1013                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1014                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1015                  * and we want just one call site
1016                  */
1017                 if (!page) {
1018                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1019                         goto retry_reserve;
1020                 }
1021         }
1022
1023         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1024         return page;
1025 }
1026
1027 /* 
1028  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1029  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1030  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1031  */
1032 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1033                         unsigned long count, struct list_head *list,
1034                         int migratetype, int cold)
1035 {
1036         int i;
1037         
1038         spin_lock(&zone->lock);
1039         for (i = 0; i < count; ++i) {
1040                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1041                 if (unlikely(page == NULL))
1042                         break;
1043
1044                 /*
1045                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1046                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1047                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1048                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1049                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1050                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1051                  * properly.
1052                  */
1053                 if (likely(cold == 0))
1054                         list_add(&page->lru, list);
1055                 else
1056                         list_add_tail(&page->lru, list);
1057                 set_page_private(page, migratetype);
1058                 list = &page->lru;
1059         }
1060         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1061         spin_unlock(&zone->lock);
1062         return i;
1063 }
1064
1065 #ifdef CONFIG_NUMA
1066 /*
1067  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1068  * currently executing processor on remote nodes after they have
1069  * expired.
1070  *
1071  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1072  * a single processor.
1073  */
1074 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1075 {
1076         unsigned long flags;
1077         int to_drain;
1078
1079         local_irq_save(flags);
1080         if (pcp->count >= pcp->batch)
1081                 to_drain = pcp->batch;
1082         else
1083                 to_drain = pcp->count;
1084         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1085         pcp->count -= to_drain;
1086         local_irq_restore(flags);
1087 }
1088 #endif
1089
1090 /*
1091  * Drain pages of the indicated processor.
1092  *
1093  * The processor must either be the current processor and the
1094  * thread pinned to the current processor or a processor that
1095  * is not online.
1096  */
1097 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1098 {
1099         unsigned long flags;
1100         struct zone *zone;
1101
1102         for_each_populated_zone(zone) {
1103                 struct per_cpu_pageset *pset;
1104                 struct per_cpu_pages *pcp;
1105
1106                 local_irq_save(flags);
1107                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1108
1109                 pcp = &pset->pcp;
1110                 if (pcp->count) {
1111                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1112                         pcp->count = 0;
1113                 }
1114                 local_irq_restore(flags);
1115         }
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1120  */
1121 void drain_local_pages(void *arg)
1122 {
1123         drain_pages(smp_processor_id());
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1128  */
1129 void drain_all_pages(void)
1130 {
1131         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1132 }
1133
1134 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1135
1136 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1137 {
1138         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1139         unsigned long flags;
1140         int order, t;
1141         struct list_head *curr;
1142
1143         if (!zone->spanned_pages)
1144                 return;
1145
1146         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1147
1148         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1149         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1150                 if (pfn_valid(pfn)) {
1151                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1152
1153                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1154                                 swsusp_unset_page_free(page);
1155                 }
1156
1157         for_each_migratetype_order(order, t) {
1158                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1159                         unsigned long i;
1160
1161                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1162                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1163                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1164                 }
1165         }
1166         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1167 }
1168 #endif /* CONFIG_PM */
1169
1170 /*
1171  * Free a 0-order page
1172  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1173  */
1174 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1175 {
1176         struct zone *zone = page_zone(page);
1177         struct per_cpu_pages *pcp;
1178         unsigned long flags;
1179         int migratetype;
1180         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1181
1182 #ifdef CONFIG_XEN
1183         WARN_ON(PageForeign(page) && wasMlocked);
1184 #endif
1185         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1186                 return;
1187
1188         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1189         set_page_private(page, migratetype);
1190         local_irq_save(flags);
1191         if (unlikely(wasMlocked))
1192                 free_page_mlock(page);
1193         __count_vm_event(PGFREE);
1194
1195         /*
1196          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1197          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1198          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1199          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1200          * excessively into the page allocator
1201          */
1202         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1203                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1204                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1205                         goto out;
1206                 }
1207                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1208         }
1209
1210         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1211         if (cold)
1212                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1213         else
1214                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1215         pcp->count++;
1216         if (pcp->count >= pcp->high) {
1217                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1218                 pcp->count -= pcp->batch;
1219         }
1220
1221 out:
1222         local_irq_restore(flags);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1227  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1228  * Each sub-page must be freed individually.
1229  *
1230  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1231  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1232  */
1233 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1234 {
1235         int i;
1236
1237         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1238         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1239
1240 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1241         /*
1242          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1243          * otherwise free the whole shadow.
1244          */
1245         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1246                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1247 #endif
1248
1249         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1250                 set_page_refcounted(page + i);
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1255  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1256  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1257  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1258  * are enabled.
1259  *
1260  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1261  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1262  */
1263 int split_free_page(struct page *page)
1264 {
1265         unsigned int order;
1266         unsigned long watermark;
1267         struct zone *zone;
1268
1269         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1270
1271         zone = page_zone(page);
1272         order = page_order(page);
1273
1274         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1275         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1276         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1277                 return 0;
1278
1279         /* Remove page from free list */
1280         list_del(&page->lru);
1281         zone->free_area[order].nr_free--;
1282         rmv_page_order(page);
1283         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1284
1285         /* Split into individual pages */
1286         set_page_refcounted(page);
1287         split_page(page, order);
1288
1289         if (order >= pageblock_order - 1) {
1290                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1291                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1292                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1293         }
1294
1295         return 1 << order;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1300  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1301  * or two.
1302  */
1303 static inline
1304 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1305                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1306                         int migratetype)
1307 {
1308         unsigned long flags;
1309         struct page *page;
1310         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1311
1312 again:
1313         if (likely(order == 0)) {
1314                 struct per_cpu_pages *pcp;
1315                 struct list_head *list;
1316
1317                 local_irq_save(flags);
1318                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1319                 list = &pcp->lists[migratetype];
1320                 if (list_empty(list)) {
1321                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1322                                         pcp->batch, list,
1323                                         migratetype, cold);
1324                         if (unlikely(list_empty(list)))
1325                                 goto failed;
1326                 }
1327
1328                 if (cold)
1329                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1330                 else
1331                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1332
1333                 list_del(&page->lru);
1334                 pcp->count--;
1335         } else {
1336                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1337                         /*
1338                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1339                          *
1340                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1341                          * properly detect and handle allocation failures.
1342                          *
1343                          * We most definitely don't want callers attempting to
1344                          * allocate greater than order-1 page units with
1345                          * __GFP_NOFAIL.
1346                          */
1347                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1348                 }
1349                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1350                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1351                 spin_unlock(&zone->lock);
1352                 if (!page)
1353                         goto failed;
1354                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1355         }
1356
1357         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1358         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1359         local_irq_restore(flags);
1360
1361         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1362         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1363                 goto again;
1364         return page;
1365
1366 failed:
1367         local_irq_restore(flags);
1368         return NULL;
1369 }
1370
1371 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1372 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1373 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1374 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1375 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1376
1377 /* Mask to get the watermark bits */
1378 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1379
1380 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1381 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1382 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1383
1384 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1385
1386 static struct {
1387         struct fault_attr attr;
1388
1389         u32 ignore_gfp_highmem;
1390         u32 ignore_gfp_wait;
1391         u32 min_order;
1392 } fail_page_alloc = {
1393         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1394         .ignore_gfp_wait = 1,
1395         .ignore_gfp_highmem = 1,
1396         .min_order = 1,
1397 };
1398
1399 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1400 {
1401         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1402 }
1403 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1404
1405 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1406 {
1407         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1408                 return 0;
1409         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1410                 return 0;
1411         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1412                 return 0;
1413         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1414                 return 0;
1415
1416         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1417 }
1418
1419 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1420
1421 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1422 {
1423         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1424         struct dentry *dir;
1425
1426         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1427                                         &fail_page_alloc.attr);
1428         if (IS_ERR(dir))
1429                 return PTR_ERR(dir);
1430
1431         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1432                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1433                 goto fail;
1434         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1435                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1436                 goto fail;
1437         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1438                                 &fail_page_alloc.min_order))
1439                 goto fail;
1440
1441         return 0;
1442 fail:
1443         debugfs_remove_recursive(dir);
1444
1445         return -ENOMEM;
1446 }
1447
1448 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1449
1450 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1451
1452 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1453
1454 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1455 {
1456         return 0;
1457 }
1458
1459 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1460
1461 /*
1462  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1463  * of the allocation.
1464  */
1465 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1466                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1467 {
1468         /* free_pages my go negative - that's OK */
1469         long min = mark;
1470         int o;
1471
1472         free_pages -= (1 << order) + 1;
1473         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1474                 min -= min / 2;
1475         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1476                 min -= min / 4;
1477
1478         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1479                 return false;
1480         for (o = 0; o < order; o++) {
1481                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1482                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1483
1484                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1485                 min >>= 1;
1486
1487                 if (free_pages <= min)
1488                         return false;
1489         }
1490         return true;
1491 }
1492
1493 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1494                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1495 {
1496         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1497                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1498 }
1499
1500 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1501                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1502 {
1503         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1504
1505         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1506                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1507
1508         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1509                                                                 free_pages);
1510 }
1511
1512 #ifdef CONFIG_NUMA
1513 /*
1514  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1515  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1516  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1517  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1518  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1519  *
1520  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1521  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1522  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1523  *
1524  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1525  * nothing and returns NULL.
1526  *
1527  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1528  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1529  *
1530  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1531  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1532  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1533  * quickly as we can.
1534  */
1535 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1536 {
1537         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1538         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1539
1540         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1541         if (!zlc)
1542                 return NULL;
1543
1544         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1545                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1546                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1547         }
1548
1549         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1550                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1551                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1552         return allowednodes;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1557  * if it is worth looking at further for free memory:
1558  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1559  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1560  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1561  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1562  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1563  * else return false (zero) if it is not.
1564  *
1565  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1566  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1567  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1568  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1569  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1570  * into the second scan of the zonelist.
1571  *
1572  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1573  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1574  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1575  * unturned looking for a free page.
1576  */
1577 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1578                                                 nodemask_t *allowednodes)
1579 {
1580         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1581         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1582         int n;                          /* node that zone *z is on */
1583
1584         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1585         if (!zlc)
1586                 return 1;
1587
1588         i = z - zonelist->_zonerefs;
1589         n = zlc->z_to_n[i];
1590
1591         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1592         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1593 }
1594
1595 /*
1596  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1597  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1598  * from that zone don't waste time re-examining it.
1599  */
1600 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1601 {
1602         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1603         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1604
1605         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1606         if (!zlc)
1607                 return;
1608
1609         i = z - zonelist->_zonerefs;
1610
1611         set_bit(i, zlc->fullzones);
1612 }
1613
1614 /*
1615  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1616  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1617  */
1618 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1619 {
1620         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1621
1622         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1623         if (!zlc)
1624                 return;
1625
1626         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1627 }
1628
1629 #else   /* CONFIG_NUMA */
1630
1631 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1632 {
1633         return NULL;
1634 }
1635
1636 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1637                                 nodemask_t *allowednodes)
1638 {
1639         return 1;
1640 }
1641
1642 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1643 {
1644 }
1645
1646 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1647 {
1648 }
1649 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1650
1651 /*
1652  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1653  * a page.
1654  */
1655 static struct page *
1656 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1657                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1658                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1659 {
1660         struct zoneref *z;
1661         struct page *page = NULL;
1662         int classzone_idx;
1663         struct zone *zone;
1664         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1665         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1666         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1667
1668         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1669 zonelist_scan:
1670         /*
1671          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1672          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1673          */
1674         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1675                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1676                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1677                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1678                                 continue;
1679                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1680                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1681                                 continue;
1682
1683                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1684                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1685                         unsigned long mark;
1686                         int ret;
1687
1688                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1689                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1690                                     classzone_idx, alloc_flags))
1691                                 goto try_this_zone;
1692
1693                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1694                                 /*
1695                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1696                                  * and before considering the first zone allowed
1697                                  * by the cpuset.
1698                                  */
1699                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1700                                 zlc_active = 1;
1701                                 did_zlc_setup = 1;
1702                         }
1703
1704                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1705                                 goto this_zone_full;
1706
1707                         /*
1708                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1709                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1710                          */
1711                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1712                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1713                                 continue;
1714
1715                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1716                         switch (ret) {
1717                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1718                                 /* did not scan */
1719                                 continue;
1720                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1721                                 /* scanned but unreclaimable */
1722                                 continue;
1723                         default:
1724                                 /* did we reclaim enough */
1725                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1726                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1727                                         goto this_zone_full;
1728                         }
1729                 }
1730
1731 try_this_zone:
1732                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1733                                                 gfp_mask, migratetype);
1734                 if (page)
1735                         break;
1736 this_zone_full:
1737                 if (NUMA_BUILD)
1738                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1739         }
1740
1741         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1742                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1743                 zlc_active = 0;
1744                 goto zonelist_scan;
1745         }
1746         return page;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1751  * meminfo in irq context.
1752  */
1753 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1754 {
1755         bool ret = false;
1756
1757 #if NODES_SHIFT > 8
1758         ret = in_interrupt();
1759 #endif
1760         return ret;
1761 }
1762
1763 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1764                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1765                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1766
1767 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1768 {
1769         va_list args;
1770         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1771
1772         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1773                 return;
1774
1775         /*
1776          * This documents exceptions given to allocations in certain
1777          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1778          * of allowed nodes.
1779          */
1780         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1781                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1782                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1783                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1784         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1785                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1786
1787         if (fmt) {
1788                 printk(KERN_WARNING);
1789                 va_start(args, fmt);
1790                 vprintk(fmt, args);
1791                 va_end(args);
1792         }
1793
1794         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
1795                 pr_info("The following is only an harmless informational message.\n");
1796                 pr_info("Unless you get a _continuous_flood_ of these messages it means\n");
1797                 pr_info("everything is working fine. Allocations from irqs cannot be\n");
1798                 pr_info("perfectly reliable and the kernel is designed to handle that.\n");
1799         }
1800         pr_info("%s: page allocation failure. order:%d, mode:0x%x\n",
1801                    current->comm, order, gfp_mask);
1802
1803         dump_stack();
1804         if (!should_suppress_show_mem())
1805                 show_mem(filter);
1806 }
1807
1808 static inline int
1809 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1810                                 unsigned long pages_reclaimed)
1811 {
1812         /* Do not loop if specifically requested */
1813         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1814                 return 0;
1815
1816         /*
1817          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1818          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1819          * implementations.
1820          */
1821         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1822                 return 1;
1823
1824         /*
1825          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1826          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1827          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1828          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1829          * allocation still fails, we stop retrying.
1830          */
1831         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1832                 return 1;
1833
1834         /*
1835          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1836          * explicitly requests that.
1837          */
1838         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1839                 return 1;
1840
1841         return 0;
1842 }
1843
1844 static inline struct page *
1845 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1846         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1847         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1848         int migratetype)
1849 {
1850         struct page *page;
1851
1852         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1853         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1854                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1855                 return NULL;
1856         }
1857
1858         /*
1859          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1860          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1861          * we're still under heavy pressure.
1862          */
1863         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1864                 order, zonelist, high_zoneidx,
1865                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1866                 preferred_zone, migratetype);
1867         if (page)
1868                 goto out;
1869
1870         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1871                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1872                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1873                         goto out;
1874                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1875                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1876                         goto out;
1877                 /*
1878                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1879                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1880                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1881                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1882                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1883                  */
1884                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1885                         goto out;
1886         }
1887         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1888         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1889
1890 out:
1891         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1892         return page;
1893 }
1894
1895 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1896 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1897 static struct page *
1898 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1899         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1900         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1901         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1902         bool sync_migration)
1903 {
1904         struct page *page;
1905
1906         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1907                 return NULL;
1908
1909         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1910         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1911                                                 nodemask, sync_migration);
1912         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1913         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1914
1915                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1916                 drain_pages(get_cpu());
1917                 put_cpu();
1918
1919                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1920                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1921                                 alloc_flags, preferred_zone,
1922                                 migratetype);
1923                 if (page) {
1924                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1925                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1926                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1927                         return page;
1928                 }
1929
1930                 /*
1931                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1932                  * The most likely reason is that pages exist,
1933                  * but not enough to satisfy watermarks.
1934                  */
1935                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1936                 defer_compaction(preferred_zone);
1937
1938                 cond_resched();
1939         }
1940
1941         return NULL;
1942 }
1943 #else
1944 static inline struct page *
1945 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1946         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1947         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1948         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1949         bool sync_migration)
1950 {
1951         return NULL;
1952 }
1953 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1954
1955 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1956 static inline struct page *
1957 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1958         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1959         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1960         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1961 {
1962         struct page *page = NULL;
1963         struct reclaim_state reclaim_state;
1964         bool drained = false;
1965
1966         cond_resched();
1967
1968         /* We now go into synchronous reclaim */
1969         cpuset_memory_pressure_bump();
1970         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1971         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1972         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1973         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1974
1975         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1976
1977         current->reclaim_state = NULL;
1978         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1979         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1980
1981         cond_resched();
1982
1983         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1984                 return NULL;
1985
1986         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1987         if (NUMA_BUILD)
1988                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1989
1990 retry:
1991         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1992                                         zonelist, high_zoneidx,
1993                                         alloc_flags, preferred_zone,
1994                                         migratetype);
1995
1996         /*
1997          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1998          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
1999          */
2000         if (!page && !drained) {
2001                 drain_all_pages();
2002                 drained = true;
2003                 goto retry;
2004         }
2005
2006         return page;
2007 }
2008
2009 /*
2010  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2011  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2012  */
2013 static inline struct page *
2014 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2015         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2016         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2017         int migratetype)
2018 {
2019         struct page *page;
2020
2021         do {
2022                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2023                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2024                         preferred_zone, migratetype);
2025
2026                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2027                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2028         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2029
2030         return page;
2031 }
2032
2033 static inline
2034 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2035                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2036                                                 enum zone_type classzone_idx)
2037 {
2038         struct zoneref *z;
2039         struct zone *zone;
2040
2041         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2042                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2043 }
2044
2045 static inline int
2046 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2047 {
2048         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2049         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2050
2051         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2052         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2053
2054         /*
2055          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2056          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2057          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2058          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2059          */
2060         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2061
2062         if (!wait) {
2063                 /*
2064                  * Not worth trying to allocate harder for
2065                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2066                  */
2067                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2068                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2069                 /*
2070                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2071                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2072                  */
2073                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2074         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2075                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2076
2077         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2078                 if (!in_interrupt() &&
2079                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2080                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2081                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2082         }
2083
2084         return alloc_flags;
2085 }
2086
2087 static inline struct page *
2088 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2089         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2090         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2091         int migratetype)
2092 {
2093         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2094         struct page *page = NULL;
2095         int alloc_flags;
2096         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2097         unsigned long did_some_progress;
2098         bool sync_migration = false;
2099
2100         /*
2101          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2102          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2103          * be using allocators in order of preference for an area that is
2104          * too large.
2105          */
2106         if (order >= MAX_ORDER) {
2107                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2108                 return NULL;
2109         }
2110
2111         /*
2112          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2113          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2114          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2115          * using a larger set of nodes after it has established that the
2116          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2117          * over allocated.
2118          */
2119         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2120                 goto nopage;
2121
2122 restart:
2123         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2124                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2125                                                 zone_idx(preferred_zone));
2126
2127         /*
2128          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2129          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2130          * to how we want to proceed.
2131          */
2132         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2133
2134         /*
2135          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2136          * cpusets.
2137          */
2138         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2139                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2140                                         &preferred_zone);
2141
2142 rebalance:
2143         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2144         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2145                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2146                         preferred_zone, migratetype);
2147         if (page)
2148                 goto got_pg;
2149
2150         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2151         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2152                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2153                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2154                                 preferred_zone, migratetype);
2155                 if (page)
2156                         goto got_pg;
2157         }
2158
2159         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2160         if (!wait)
2161                 goto nopage;
2162
2163         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2164         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2165                 goto nopage;
2166
2167         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2168         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2169                 goto nopage;
2170
2171         /*
2172          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2173          * attempts after direct reclaim are synchronous
2174          */
2175         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2176                                         zonelist, high_zoneidx,
2177                                         nodemask,
2178                                         alloc_flags, preferred_zone,
2179                                         migratetype, &did_some_progress,
2180                                         sync_migration);
2181         if (page)
2182                 goto got_pg;
2183         sync_migration = true;
2184
2185         /* Try direct reclaim and then allocating */
2186         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2187                                         zonelist, high_zoneidx,
2188                                         nodemask,
2189                                         alloc_flags, preferred_zone,
2190                                         migratetype, &did_some_progress);
2191         if (page)
2192                 goto got_pg;
2193
2194         /*
2195          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2196          * running out of options and have to consider going OOM
2197          */
2198         if (!did_some_progress) {
2199                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2200                         if (oom_killer_disabled)
2201                                 goto nopage;
2202                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2203                                         zonelist, high_zoneidx,
2204                                         nodemask, preferred_zone,
2205                                         migratetype);
2206                         if (page)
2207                                 goto got_pg;
2208
2209                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2210                                 /*
2211                                  * The oom killer is not called for high-order
2212                                  * allocations that may fail, so if no progress
2213                                  * is being made, there are no other options and
2214                                  * retrying is unlikely to help.
2215                                  */
2216                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2217                                         goto nopage;
2218                                 /*
2219                                  * The oom killer is not called for lowmem
2220                                  * allocations to prevent needlessly killing
2221                                  * innocent tasks.
2222                                  */
2223                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2224                                         goto nopage;
2225                         }
2226
2227                         goto restart;
2228                 }
2229         }
2230
2231         /* Check if we should retry the allocation */
2232         pages_reclaimed += did_some_progress;
2233         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2234                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2235                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2236                 goto rebalance;
2237         } else {
2238                 /*
2239                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2240                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2241                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2242                  */
2243                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2244                                         zonelist, high_zoneidx,
2245                                         nodemask,
2246                                         alloc_flags, preferred_zone,
2247                                         migratetype, &did_some_progress,
2248                                         sync_migration);
2249                 if (page)
2250                         goto got_pg;
2251         }
2252
2253 nopage:
2254         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2255         return page;
2256 got_pg:
2257         if (kmemcheck_enabled)
2258                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2259         return page;
2260
2261 }
2262
2263 /*
2264  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2265  */
2266 struct page *
2267 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2268                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2269 {
2270         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2271         struct zone *preferred_zone;
2272         struct page *page;
2273         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2274
2275         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2276
2277         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2278
2279         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2280
2281         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2282                 return NULL;
2283
2284         /*
2285          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2286          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2287          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2288          */
2289         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2290                 return NULL;
2291
2292         get_mems_allowed();
2293         /* The preferred zone is used for statistics later */
2294         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2295                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2296                                 &preferred_zone);
2297         if (!preferred_zone) {
2298                 put_mems_allowed();
2299                 return NULL;
2300         }
2301
2302         /* First allocation attempt */
2303         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2304                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2305                         preferred_zone, migratetype);
2306         if (unlikely(!page))
2307                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2308                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2309                                 preferred_zone, migratetype);
2310         put_mems_allowed();
2311
2312         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2313         return page;
2314 }
2315 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2316
2317 /*
2318  * Common helper functions.
2319  */
2320 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2321 {
2322         struct page *page;
2323
2324         /*
2325          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2326          * a highmem page
2327          */
2328         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2329
2330         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2331         if (!page)
2332                 return 0;
2333         return (unsigned long) page_address(page);
2334 }
2335 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2336
2337 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2338 {
2339         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2340 }
2341 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2342
2343 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2344 {
2345         int i = pagevec_count(pvec);
2346
2347         while (--i >= 0) {
2348                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2349                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2350         }
2351 }
2352
2353 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2354 {
2355         if (put_page_testzero(page)) {
2356                 if (order == 0)
2357                         free_hot_cold_page(page, 0);
2358                 else
2359                         __free_pages_ok(page, order);
2360         }
2361 }
2362
2363 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2364
2365 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2366 {
2367         if (addr != 0) {
2368                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2369                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2370         }
2371 }
2372
2373 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2374
2375 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2376 {
2377         if (addr) {
2378                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2379                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2380
2381                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2382                 while (used < alloc_end) {
2383                         free_page(used);
2384                         used += PAGE_SIZE;
2385                 }
2386         }
2387         return (void *)addr;
2388 }
2389
2390 /**
2391  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2392  * @size: the number of bytes to allocate
2393  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2394  *
2395  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2396  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2397  * allocate memory in power-of-two pages.
2398  *
2399  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2400  *
2401  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2402  */
2403 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2404 {
2405         unsigned int order = get_order(size);
2406         unsigned long addr;
2407
2408         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2409         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2410 }
2411 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2412
2413 /**
2414  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2415  *                         pages on a node.
2416  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2417  * @size: the number of bytes to allocate
2418  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2419  *
2420  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2421  * back.
2422  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2423  * but is not exact.
2424  */
2425 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2426 {
2427         unsigned order = get_order(size);
2428         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2429         if (!p)
2430                 return NULL;
2431         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2432 }
2433 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2434
2435 /**
2436  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2437  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2438  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2439  *
2440  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2441  */
2442 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2443 {
2444         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2445         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2446
2447         while (addr < end) {
2448                 free_page(addr);
2449                 addr += PAGE_SIZE;
2450         }
2451 }
2452 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2453
2454 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2455 {
2456         struct zoneref *z;
2457         struct zone *zone;
2458
2459         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2460         unsigned int sum = 0;
2461
2462         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2463
2464         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2465                 unsigned long size = zone->present_pages;
2466                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2467                 if (size > high)
2468                         sum += size - high;
2469         }
2470
2471         return sum;
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2476  */
2477 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2478 {
2479         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2480 }
2481 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2482
2483 /*
2484  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2485  */
2486 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2487 {
2488         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2489 }
2490
2491 static inline void show_node(struct zone *zone)
2492 {
2493         if (NUMA_BUILD)
2494                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2495 }
2496
2497 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2498 {
2499         val->totalram = totalram_pages;
2500         val->sharedram = 0;
2501         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2502         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2503         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2504         val->freehigh = nr_free_highpages();
2505         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2506 }
2507
2508 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2509
2510 #ifdef CONFIG_NUMA
2511 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2512 {
2513         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2514
2515         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2516         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2517 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2518         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2519         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2520                         NR_FREE_PAGES);
2521 #else
2522         val->totalhigh = 0;
2523         val->freehigh = 0;
2524 #endif
2525         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2526 }
2527 #endif
2528
2529 /*
2530  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2531  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2532  */
2533 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2534 {
2535         bool ret = false;
2536
2537         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2538                 goto out;
2539
2540         get_mems_allowed();
2541         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2542         put_mems_allowed();
2543 out:
2544         return ret;
2545 }
2546
2547 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2548
2549 /*
2550  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2551  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2552  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2553  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2554  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2555  */
2556 void show_free_areas(unsigned int filter)
2557 {
2558         int cpu;
2559         struct zone *zone;
2560
2561         for_each_populated_zone(zone) {
2562                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2563                         continue;
2564                 show_node(zone);
2565                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2566
2567                 for_each_online_cpu(cpu) {
2568                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2569
2570                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2571
2572                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2573                                cpu, pageset->pcp.high,
2574                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2575                 }
2576         }
2577
2578         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2579                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2580                 " unevictable:%lu"
2581                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2582                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2583                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2584                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2585                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2586                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2587                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2588                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2589                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2590                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2591                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2592                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2593                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2594                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2595                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2596                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2597                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2598                 global_page_state(NR_SHMEM),
2599                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2600                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2601
2602         for_each_populated_zone(zone) {
2603                 int i;
2604
2605                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2606                         continue;
2607                 show_node(zone);
2608                 printk("%s"
2609                         " free:%lukB"
2610                         " min:%lukB"
2611                         " low:%lukB"
2612                         " high:%lukB"
2613                         " active_anon:%lukB"
2614                         " inactive_anon:%lukB"
2615                         " active_file:%lukB"
2616                         " inactive_file:%lukB"
2617                         " unevictable:%lukB"
2618                         " isolated(anon):%lukB"
2619                         " isolated(file):%lukB"
2620                         " present:%lukB"
2621                         " mlocked:%lukB"
2622                         " dirty:%lukB"
2623                         " writeback:%lukB"
2624                         " mapped:%lukB"
2625                         " shmem:%lukB"
2626                         " slab_reclaimable:%lukB"
2627                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2628                         " kernel_stack:%lukB"
2629                         " pagetables:%lukB"
2630                         " unstable:%lukB"
2631                         " bounce:%lukB"
2632                         " writeback_tmp:%lukB"
2633                         " pages_scanned:%lu"
2634                         " all_unreclaimable? %s"
2635                         "\n",
2636                         zone->name,
2637                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2638                         K(min_wmark_pages(zone)),
2639                         K(low_wmark_pages(zone)),
2640                         K(high_wmark_pages(zone)),
2641                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2642                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2643                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2644                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2645                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2646                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2647                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2648                         K(zone->present_pages),
2649                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2650                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2651                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2652                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2653                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2654                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2655                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2656                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2657                                 THREAD_SIZE / 1024,
2658                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2659                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2660                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2661                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2662                         zone->pages_scanned,
2663                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2664                         );
2665                 printk("lowmem_reserve[]:");
2666                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2667                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2668                 printk("\n");
2669         }
2670
2671         for_each_populated_zone(zone) {
2672                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2673
2674                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2675                         continue;
2676                 show_node(zone);
2677                 printk("%s: ", zone->name);
2678
2679                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2680                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2681                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2682                         total += nr[order] << order;
2683                 }
2684                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2685                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2686                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2687                 printk("= %lukB\n", K(total));
2688         }
2689
2690         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2691
2692         show_swap_cache_info();
2693 }
2694
2695 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2696 {
2697         zoneref->zone = zone;
2698         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Builds allocation fallback zone lists.
2703  *
2704  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2705  */
2706 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2707                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2708 {
2709         struct zone *zone;
2710
2711         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2712         zone_type++;
2713
2714         do {
2715                 zone_type--;
2716                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2717                 if (populated_zone(zone)) {
2718                         zoneref_set_zone(zone,
2719                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2720                         check_highest_zone(zone_type);
2721                 }
2722
2723         } while (zone_type);
2724         return nr_zones;
2725 }
2726
2727
2728 /*
2729  *  zonelist_order:
2730  *  0 = automatic detection of better ordering.
2731  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2732  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2733  *
2734  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2735  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2736  */
2737 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2738 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2739 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2740
2741 /* zonelist order in the kernel.
2742  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2743  */
2744 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2745 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2746
2747
2748 #ifdef CONFIG_NUMA
2749 /* The value user specified ....changed by config */
2750 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2751 /* string for sysctl */
2752 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2753 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2754
2755 /*
2756  * interface for configure zonelist ordering.
2757  * command line option "numa_zonelist_order"
2758  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2759  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2760  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2761  */
2762
2763 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2764 {
2765         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2766                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2767         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2768                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2769         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2770                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2771         } else {
2772                 printk(KERN_WARNING
2773                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2774                         "%s\n", s);
2775                 return -EINVAL;
2776         }
2777         return 0;
2778 }
2779
2780 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2781 {
2782         int ret;
2783
2784         if (!s)
2785                 return 0;
2786
2787         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2788         if (ret == 0)
2789                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2790
2791         return ret;
2792 }
2793 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2794
2795 /*
2796  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2797  */
2798 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2799                 void __user *buffer, size_t *length,
2800                 loff_t *ppos)
2801 {
2802         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2803         int ret;
2804         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2805
2806         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2807         if (write)
2808                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2809         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2810         if (ret)
2811                 goto out;
2812         if (write) {
2813                 int oldval = user_zonelist_order;
2814                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2815                         /*
2816                          * bogus value.  restore saved string
2817                          */
2818                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2819                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2820                         user_zonelist_order = oldval;
2821                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2822                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2823                         build_all_zonelists(NULL);
2824                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2825                 }
2826         }
2827 out:
2828         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2829         return ret;
2830 }
2831
2832
2833 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2834 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2835
2836 /**
2837  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2838  * @node: node whose fallback list we're appending
2839  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2840  *
2841  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2842  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2843  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2844  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2845  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2846  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2847  * on them otherwise.
2848  * It returns -1 if no node is found.
2849  */
2850 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2851 {
2852         int n, val;
2853         int min_val = INT_MAX;
2854         int best_node = -1;
2855         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2856
2857         /* Use the local node if we haven't already */
2858         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2859                 node_set(node, *used_node_mask);
2860                 return node;
2861         }
2862
2863         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2864
2865                 /* Don't want a node to appear more than once */
2866                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2867                         continue;
2868
2869                 /* Use the distance array to find the distance */
2870                 val = node_distance(node, n);
2871
2872                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2873                 val += (n < node);
2874
2875                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2876                 tmp = cpumask_of_node(n);
2877                 if (!cpumask_empty(tmp))
2878                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2879
2880                 /* Slight preference for less loaded node */
2881                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2882                 val += node_load[n];
2883
2884                 if (val < min_val) {
2885                         min_val = val;
2886                         best_node = n;
2887                 }
2888         }
2889
2890         if (best_node >= 0)
2891                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2892
2893         return best_node;
2894 }
2895
2896
2897 /*
2898  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2899  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2900  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2901  */
2902 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2903 {
2904         int j;
2905         struct zonelist *zonelist;
2906
2907         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2908         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2909                 ;
2910         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2911                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2912         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2913         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2914 }
2915
2916 /*
2917  * Build gfp_thisnode zonelists
2918  */
2919 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2920 {
2921         int j;
2922         struct zonelist *zonelist;
2923
2924         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2925         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2926         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2927         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2932  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2933  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2934  * may still exist in local DMA zone.
2935  */
2936 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2937
2938 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2939 {
2940         int pos, j, node;
2941         int zone_type;          /* needs to be signed */
2942         struct zone *z;
2943         struct zonelist *zonelist;
2944
2945         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2946         pos = 0;
2947         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2948                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2949                         node = node_order[j];
2950                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2951                         if (populated_zone(z)) {
2952                                 zoneref_set_zone(z,
2953                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2954                                 check_highest_zone(zone_type);
2955                         }
2956                 }
2957         }
2958         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2959         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2960 }
2961
2962 static int default_zonelist_order(void)
2963 {
2964         int nid, zone_type;
2965         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2966         struct zone *z;
2967         int average_size;
2968         /*
2969          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2970          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2971          * into OOM very easily.
2972          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2973          */
2974         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2975         low_kmem_size = 0;
2976         total_size = 0;
2977         for_each_online_node(nid) {
2978                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2979                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2980                         if (populated_zone(z)) {
2981                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2982                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2983                                 total_size += z->present_pages;
2984                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2985                                 /*
2986                                  * If any node has only lowmem, then node order
2987                                  * is preferred to allow kernel allocations
2988                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
2989                                  * on other nodes when there is an abundance of
2990                                  * lowmem available to allocate from.
2991                                  */
2992                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2993                         }
2994                 }
2995         }
2996         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2997             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2998                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2999         /*
3000          * look into each node's config.
3001          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3002          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3003          */
3004         average_size = total_size /
3005                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3006         for_each_online_node(nid) {
3007                 low_kmem_size = 0;
3008                 total_size = 0;
3009                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3010                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3011                         if (populated_zone(z)) {
3012                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3013                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3014                                 total_size += z->present_pages;
3015                         }
3016                 }
3017                 if (low_kmem_size &&
3018                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3019                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3020                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3021         }
3022         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3023 }
3024
3025 static void set_zonelist_order(void)
3026 {
3027         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3028                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3029         else
3030                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3031 }
3032
3033 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3034 {
3035         int j, node, load;
3036         enum zone_type i;
3037         nodemask_t used_mask;
3038         int local_node, prev_node;
3039         struct zonelist *zonelist;
3040         int order = current_zonelist_order;
3041
3042         /* initialize zonelists */
3043         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3044                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3045                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3046                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3047         }
3048
3049         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3050         local_node = pgdat->node_id;
3051         load = nr_online_nodes;
3052         prev_node = local_node;
3053         nodes_clear(used_mask);
3054
3055         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3056         j = 0;
3057
3058         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3059                 int distance = node_distance(local_node, node);
3060
3061                 /*
3062                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3063                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3064                  */
3065                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3066                         zone_reclaim_mode = 1;
3067
3068                 /*
3069                  * We don't want to pressure a particular node.
3070                  * So adding penalty to the first node in same
3071                  * distance group to make it round-robin.
3072                  */
3073                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3074                         node_load[node] = load;
3075
3076                 prev_node = node;
3077                 load--;
3078                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3079                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3080                 else
3081                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3082         }
3083
3084         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3085                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3086                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3087         }
3088
3089         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3090 }
3091
3092 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3093 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3094 {
3095         struct zonelist *zonelist;
3096         struct zonelist_cache *zlc;
3097         struct zoneref *z;
3098
3099         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3100         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3101         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3102         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3103                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3104 }
3105
3106 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3107 /*
3108  * Return node id of node used for "local" allocations.
3109  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3110  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3111  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3112  */
3113 int local_memory_node(int node)
3114 {
3115         struct zone *zone;
3116
3117         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3118                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3119                                    NULL,
3120                                    &zone);
3121         return zone->node;
3122 }
3123 #endif
3124
3125 #else   /* CONFIG_NUMA */
3126
3127 static void set_zonelist_order(void)
3128 {
3129         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3130 }
3131
3132 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3133 {
3134         int node, local_node;
3135         enum zone_type j;
3136         struct zonelist *zonelist;
3137
3138         local_node = pgdat->node_id;
3139
3140         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3141         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3142
3143         /*
3144          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3145          * of all the other nodes.
3146          * We don't want to pressure a particular node, so when
3147          * building the zones for node N, we make sure that the
3148          * zones coming right after the local ones are those from
3149          * node N+1 (modulo N)
3150          */
3151         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3152                 if (!node_online(node))
3153                         continue;
3154                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3155                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3156         }
3157         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3158                 if (!node_online(node))
3159                         continue;
3160                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3161                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3162         }
3163
3164         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3165         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3166 }
3167
3168 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3169 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3170 {
3171         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3172 }
3173
3174 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3175
3176 /*
3177  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3178  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3179  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3180  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3181  * with interrupts disabled.
3182  *
3183  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3184  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3185  * hotplugged processors.
3186  *
3187  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3188  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3189  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3190  */
3191 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3192 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3193 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3194
3195 /*
3196  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3197  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3198  */
3199 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3200
3201 /* return values int ....just for stop_machine() */
3202 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3203 {
3204         int nid;
3205         int cpu;
3206
3207 #ifdef CONFIG_NUMA
3208         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3209 #endif
3210         for_each_online_node(nid) {
3211                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3212
3213                 build_zonelists(pgdat);
3214                 build_zonelist_cache(pgdat);
3215         }
3216
3217         /*
3218          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3219          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3220          * each zone will be allocated later when the per cpu
3221          * allocator is available.
3222          *
3223          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3224          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3225          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3226          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3227          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3228          * (a chicken-egg dilemma).
3229          */
3230         for_each_possible_cpu(cpu) {
3231                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3232
3233 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3234                 /*
3235                  * We now know the "local memory node" for each node--
3236                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3237                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3238                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3239                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3240                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3241                  */
3242                 if (cpu_online(cpu))
3243                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3244 #endif
3245         }
3246
3247         return 0;
3248 }
3249
3250 /*
3251  * Called with zonelists_mutex held always
3252  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3253  */
3254 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3255 {
3256         set_zonelist_order();
3257
3258         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3259                 __build_all_zonelists(NULL);
3260                 mminit_verify_zonelist();
3261                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3262         } else {
3263                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3264                    of zonelist */
3265 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3266                 if (data)
3267                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3268 #endif
3269                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3270                 /* cpuset refresh routine should be here */
3271         }
3272         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3273         /*
3274          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3275          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3276          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3277          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3278          * disabled and enable it later
3279          */
3280         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3281                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3282         else
3283                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3284
3285         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3286                 "Total pages: %ld\n",
3287                         nr_online_nodes,
3288                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3289                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3290                         vm_total_pages);
3291 #ifdef CONFIG_NUMA
3292         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3293 #endif
3294 }
3295
3296 /*
3297  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3298  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3299  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3300  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3301  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3302  * conservative, even though it seems large.
3303  *
3304  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3305  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3306  */
3307 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3308
3309 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3310 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3311 {
3312         unsigned long size = 1;
3313
3314         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3315
3316         while (size < pages)
3317                 size <<= 1;
3318
3319         /*
3320          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3321          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3322          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3323          */
3324         size = min(size, 4096UL);
3325
3326         return max(size, 4UL);
3327 }
3328 #else
3329 /*
3330  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3331  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3332  *
3333  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3334  *
3335  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3336  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3337  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3338  *
3339  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3340  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3341  *
3342  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3343  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3344  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3345  */
3346 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3347 {
3348         return 4096UL;
3349 }
3350 #endif
3351
3352 /*
3353  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3354  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3355  * hash function before the remainder is taken.
3356  */
3357 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3358 {
3359         return ffz(~size);
3360 }
3361
3362 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3363
3364 /*
3365  * Check if a pageblock contains reserved pages
3366  */
3367 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3368 {
3369         unsigned long pfn;
3370
3371         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3372                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3373                         return 1;
3374         }
3375         return 0;
3376 }
3377
3378 /*
3379  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3380  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3381  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3382  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3383  * blocks as reclaim kicks in
3384  */
3385 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3386 {
3387         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3388         struct page *page;
3389         unsigned long block_migratetype;
3390         int reserve;
3391
3392         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
3393         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3394         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3395         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3396                                                         pageblock_order;
3397
3398         /*
3399          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3400          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3401          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3402          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3403          * future allocation of hugepages at runtime.
3404          */
3405         reserve = min(2, reserve);
3406
3407         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3408                 if (!pfn_valid(pfn))
3409                         continue;
3410                 page = pfn_to_page(pfn);
3411
3412                 /* Watch out for overlapping nodes */
3413                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3414                         continue;
3415
3416                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3417                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3418                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3419                         continue;
3420
3421                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3422
3423                 /* If this block is reserved, account for it */
3424                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3425                         reserve--;
3426                         continue;
3427                 }
3428
3429                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3430                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3431                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3432                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3433                         reserve--;
3434                         continue;
3435                 }
3436
3437                 /*
3438                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3439                  * take it back
3440                  */
3441                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3442                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3443                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3444                 }
3445         }
3446 }
3447
3448 /*
3449  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3450  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3451  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3452  */
3453 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3454                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3455 {
3456         struct page *page;
3457         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3458         unsigned long pfn;
3459         struct zone *z;
3460
3461         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3462                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3463
3464         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3465         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3466                 /*
3467                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3468                  * handed to this function.  They do not
3469                  * exist on hotplugged memory.
3470                  */
3471                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3472                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3473                                 continue;
3474                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3475                                 continue;
3476                 }
3477                 page = pfn_to_page(pfn);
3478                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3479                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3480                 init_page_count(page);
3481                 reset_page_mapcount(page);
3482                 SetPageReserved(page);
3483                 /*
3484                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3485                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3486                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3487                  * the address space during boot when many long-lived
3488                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3489                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3490                  * setup_zone_migrate_reserve()
3491                  *
3492                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3493                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3494                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3495                  * pfn out of zone.
3496                  */
3497                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3498                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3499                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3500                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3501
3502                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3503 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3504                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3505                 if (!is_highmem_idx(zone))
3506                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3507 #endif
3508         }
3509 }
3510
3511 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3512 {
3513         int order, t;
3514         for_each_migratetype_order(order, t) {
3515                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3516                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3517         }
3518 }
3519
3520 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3521 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3522         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3523 #endif
3524
3525 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3526 {
3527 #ifdef CONFIG_MMU
3528         int batch;
3529
3530         /*
3531          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3532          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3533          *
3534          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3535          */
3536         batch = zone->present_pages / 1024;
3537         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3538                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3539         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3540         if (batch < 1)
3541                 batch = 1;
3542
3543         /*
3544          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3545          * of 2 value was found to be more likely to have
3546          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3547          *
3548          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3549          * batches of pages, one task can end up with a lot
3550          * of pages of one half of the possible page colors
3551          * and the other with pages of the other colors.
3552          */
3553         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3554
3555         return batch;
3556
3557 #else
3558         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3559          * conditions.
3560          *
3561          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3562          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3563          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3564          *
3565          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3566          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3567          * can be a significant delay between the individual batches being
3568          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3569          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3570          */
3571         return 0;
3572 #endif
3573 }
3574
3575 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3576 {
3577         struct per_cpu_pages *pcp;
3578         int migratetype;
3579
3580         memset(p, 0, sizeof(*p));
3581
3582         pcp = &p->pcp;
3583         pcp->count = 0;
3584         pcp->high = 6 * batch;
3585         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3586         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3587                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3588 }
3589
3590 /*
3591  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3592  * to the value high for the pageset p.
3593  */
3594
3595 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3596                                 unsigned long high)
3597 {
3598         struct per_cpu_pages *pcp;
3599
3600         pcp = &p->pcp;
3601         pcp->high = high;
3602         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3603         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3604                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3605 }
3606
3607 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3608 {
3609         int cpu;
3610
3611         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3612
3613         for_each_possible_cpu(cpu) {
3614                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3615
3616                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3617
3618                 if (percpu_pagelist_fraction)
3619                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3620                                 (zone->present_pages /
3621                                         percpu_pagelist_fraction));
3622         }
3623 }
3624
3625 /*
3626  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3627  * Before this call only boot pagesets were available.
3628  */
3629 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3630 {
3631         struct zone *zone;
3632
3633         for_each_populated_zone(zone)
3634                 setup_zone_pageset(zone);
3635 }
3636
3637 static noinline __init_refok
3638 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3639 {
3640         int i;
3641         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3642         size_t alloc_size;
3643
3644         /*
3645          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3646          * per zone.
3647          */
3648         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3649                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3650         zone->wait_table_bits =
3651                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3652         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3653                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3654
3655         if (!slab_is_available()) {
3656                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3657                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3658         } else {
3659                 /*
3660                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3661                  * via memory hot-add.
3662                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3663                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3664                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3665                  * node itself as well.
3666                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3667                  * necessary.
3668                  */
3669                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3670         }
3671         if (!zone->wait_table)
3672                 return -ENOMEM;
3673
3674         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3675                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3676
3677         return 0;
3678 }
3679
3680 static int __zone_pcp_update(void *data)
3681 {
3682         struct zone *zone = data;
3683         int cpu;
3684         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3685
3686         for_each_possible_cpu(cpu) {
3687                 struct per_cpu_pageset *pset;
3688                 struct per_cpu_pages *pcp;
3689
3690                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3691                 pcp = &pset->pcp;
3692
3693                 local_irq_save(flags);
3694                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3695                 setup_pageset(pset, batch);
3696                 local_irq_restore(flags);
3697         }
3698         return 0;
3699 }
3700
3701 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3702 {
3703         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3704 }
3705
3706 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3707 {
3708         /*
3709          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3710          * relies on the ability of the linker to provide the
3711          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3712          */
3713         zone->pageset = &boot_pageset;
3714
3715         if (zone->present_pages)
3716                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3717                         zone->name, zone->present_pages,
3718                                          zone_batchsize(zone));
3719 }
3720
3721 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3722                                         unsigned long zone_start_pfn,
3723                                         unsigned long size,
3724                                         enum memmap_context context)
3725 {
3726         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3727         int ret;
3728         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3729         if (ret)
3730                 return ret;
3731         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3732
3733         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3734
3735         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3736                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3737                         pgdat->node_id,
3738                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3739                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3740
3741         zone_init_free_lists(zone);
3742
3743         return 0;
3744 }
3745
3746 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3747 /*
3748  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3749  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3750  */
3751 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3752 {
3753         int i;
3754
3755         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3756                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3757                         return i;
3758
3759         return -1;
3760 }
3761
3762 /*
3763  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3764  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3765  */
3766 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3767 {
3768         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3769                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3770                         return index;
3771
3772         return -1;
3773 }
3774
3775 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3776 /*
3777  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3778  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3779  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3780  * alternative
3781  */
3782 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3783 {
3784         int i;
3785
3786         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3787                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3788                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3789
3790                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3791                         return early_node_map[i].nid;
3792         }
3793         /* This is a memory hole */
3794         return -1;
3795 }
3796 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3797
3798 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3799 {
3800         int nid;
3801
3802         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3803         if (nid >= 0)
3804                 return nid;
3805         /* just returns 0 */
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3810 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3811 {
3812         int nid;
3813
3814         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3815         if (nid >= 0 && nid != node)
3816                 return false;
3817         return true;
3818 }
3819 #endif
3820
3821 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3822 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3823         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3824                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3825
3826 /**
3827  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3828  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3829  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3830  *
3831  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3832  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3833  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3834  */
3835 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3836                                                 unsigned long max_low_pfn)
3837 {
3838         int i;
3839
3840         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3841                 unsigned long size_pages = 0;
3842                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3843
3844                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3845                         continue;
3846
3847                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3848                         end_pfn = max_low_pfn;
3849
3850                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3851                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3852                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3853                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3854         }
3855 }
3856
3857 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3858 /*
3859  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3860  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3861  */
3862 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3863 {
3864         int i;
3865
3866         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3867                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3868                         return i;
3869
3870         return -1;
3871 }
3872
3873 /*
3874  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3875  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3876  */
3877 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3878 {
3879         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3880                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3881                         return index;
3882
3883         return -1;
3884 }
3885
3886 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3887         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3888                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3889
3890 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3891                                         u64 goal, u64 limit)
3892 {
3893         int i;
3894
3895         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3896         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3897                 u64 addr;
3898                 u64 ei_start, ei_last;
3899                 u64 final_start, final_end;
3900
3901                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3902                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3903                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3904                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3905
3906                 final_start = max(ei_start, goal);
3907                 final_end = min(ei_last, limit);
3908
3909                 if (final_start >= final_end)
3910                         continue;
3911
3912                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3913
3914                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3915                         continue;
3916
3917                 return addr;
3918         }
3919
3920         return MEMBLOCK_ERROR;
3921 }
3922 #endif
3923
3924 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3925                                    int nr_range, int nid)
3926 {
3927         int i;
3928         u64 start, end;
3929
3930         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3931         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3932                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3933                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3934                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3935         }
3936         return nr_range;
3937 }
3938
3939 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3940 {
3941         int i;
3942         int ret;
3943
3944         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3945                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3946                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3947                 if (ret)
3948                         break;
3949         }
3950 }
3951 /**
3952  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3953  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3954  *
3955  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3956  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3957  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3958  */
3959 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3960 {
3961         int i;
3962
3963         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3964                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3965                                 early_node_map[i].start_pfn,
3966                                 early_node_map[i].end_pfn);
3967 }
3968
3969 /**
3970  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3971  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3972  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3973  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3974  *
3975  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3976  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3977  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3978  * PFNs will be 0.
3979  */
3980 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3981                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3982 {
3983         int i;
3984         *start_pfn = -1UL;
3985         *end_pfn = 0;
3986
3987         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3988                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3989                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3990         }
3991
3992         if (*start_pfn == -1UL)
3993                 *start_pfn = 0;
3994 }
3995
3996 /*
3997  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3998  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3999  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4000  */
4001 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4002 {
4003         int zone_index;
4004         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4005                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4006                         continue;
4007
4008                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4009                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4010                         break;
4011         }
4012
4013         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4014         movable_zone = zone_index;
4015 }
4016
4017 /*
4018  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4019  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4020  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4021  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4022  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4023  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4024  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4025  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4026  */
4027 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4028                                         unsigned long zone_type,
4029                                         unsigned long node_start_pfn,
4030                                         unsigned long node_end_pfn,
4031                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4032                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4033 {
4034         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4035         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4036                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4037                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4038                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4039                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4040                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4041
4042                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4043                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4044                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4045                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4046
4047                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4048                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4049                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4050         }
4051 }
4052
4053 /*
4054  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4055  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4056  */
4057 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4058                                         unsigned long zone_type,
4059                                         unsigned long *ignored)
4060 {
4061         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4062         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4063
4064         /* Get the start and end of the node and zone */
4065         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4066         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4067         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4068         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4069                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4070                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4071
4072         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4073         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4074                 return 0;
4075
4076         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4077         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4078         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4079
4080         /* Return the spanned pages */
4081         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4082 }
4083
4084 /*
4085  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4086  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4087  */
4088 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4089                                 unsigned long range_start_pfn,
4090                                 unsigned long range_end_pfn)
4091 {
4092         int i = 0;
4093         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4094         unsigned long start_pfn;
4095
4096         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4097         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4098         if (i == -1)
4099                 return 0;
4100
4101         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4102
4103         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4104         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4105                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4106
4107         /* Find all holes for the zone within the node */
4108         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4109
4110                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4111                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4112                         break;
4113
4114                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4115                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4116                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4117
4118                 /* Update the hole size cound and move on */
4119                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4120                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4121                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4122                 }
4123                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4124         }
4125
4126         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4127         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4128                 hole_pages += range_end_pfn -
4129                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4130
4131         return hole_pages;
4132 }
4133
4134 /**
4135  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4136  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4137  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4138  *
4139  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4140  */
4141 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4142                                                         unsigned long end_pfn)
4143 {
4144         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4145 }
4146
4147 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4148 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4149                                         unsigned long zone_type,
4150                                         unsigned long *ignored)
4151 {
4152         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4153         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4154
4155         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4156         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4157                                                         node_start_pfn);
4158         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4159                                                         node_end_pfn);
4160
4161         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4162                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4163                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4164         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4165 }
4166
4167 #else
4168 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4169                                         unsigned long zone_type,
4170                                         unsigned long *zones_size)
4171 {
4172         return zones_size[zone_type];
4173 }
4174
4175 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4176                                                 unsigned long zone_type,
4177                                                 unsigned long *zholes_size)
4178 {
4179         if (!zholes_size)
4180                 return 0;
4181
4182         return zholes_size[zone_type];
4183 }
4184
4185 #endif
4186
4187 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4188                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4189 {
4190         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4191         enum zone_type i;
4192
4193         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4194                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4195                                                                 zones_size);
4196         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4197
4198         realtotalpages = totalpages;
4199         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4200                 realtotalpages -=
4201                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4202                                                                 zholes_size);
4203         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4204         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4205                                                         realtotalpages);
4206 }
4207
4208 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4209 /*
4210  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4211  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4212  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4213  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4214  * bytes.
4215  */
4216 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4217 {
4218         unsigned long usemapsize;
4219
4220         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4221         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4222         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4223         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4224
4225         return usemapsize / 8;
4226 }
4227
4228 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4229                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4230 {
4231         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4232         zone->pageblock_flags = NULL;
4233         if (usemapsize)
4234                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4235                                                                    usemapsize);
4236 }
4237 #else
4238 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4239                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4240 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4241
4242 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4243
4244 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4245 static inline int pageblock_default_order(void)
4246 {
4247         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4248                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4249
4250         return MAX_ORDER-1;
4251 }
4252
4253 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4254 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4255 {
4256         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4257         if (pageblock_order)
4258                 return;
4259
4260         /*
4261          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4262          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4263          */
4264         pageblock_order = order;
4265 }
4266 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4267
4268 /*
4269  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4270  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4271  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4272  * pageblock_order based on the kernel config
4273  */
4274 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4275 {
4276         return MAX_ORDER-1;
4277 }
4278 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4279
4280 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4281
4282 /*
4283  * Set up the zone data structures:
4284  *   - mark all pages reserved
4285  *   - mark all memory queues empty
4286  *   - clear the memory bitmaps
4287  */
4288 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4289                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4290 {
4291         enum zone_type j;
4292         int nid = pgdat->node_id;
4293         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4294         int ret;
4295
4296         pgdat_resize_init(pgdat);
4297         pgdat->nr_zones = 0;
4298         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4299         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4300         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4301         
4302         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4303                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4304                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4305                 enum lru_list l;
4306
4307                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4308                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4309                                                                 zholes_size);
4310
4311                 /*
4312                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4313                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4314                  * and per-cpu initialisations
4315                  */
4316                 memmap_pages =
4317                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4318                 if (realsize >= memmap_pages) {
4319                         realsize -= memmap_pages;
4320                         if (memmap_pages)
4321                                 printk(KERN_DEBUG
4322                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4323                                        zone_names[j], memmap_pages);
4324                 } else
4325                         printk(KERN_WARNING
4326                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4327                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4328
4329                 /* Account for reserved pages */
4330                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4331                         realsize -= dma_reserve;
4332                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4333                                         zone_names[0], dma_reserve);
4334                 }
4335
4336                 if (!is_highmem_idx(j))
4337                         nr_kernel_pages += realsize;
4338                 nr_all_pages += realsize;
4339
4340                 zone->spanned_pages = size;
4341                 zone->present_pages = realsize;
4342 #ifdef CONFIG_NUMA
4343                 zone->node = nid;
4344                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4345                                                 / 100;
4346                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4347 #endif
4348                 zone->name = zone_names[j];
4349                 spin_lock_init(&zone->lock);
4350                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4351                 zone_seqlock_init(zone);
4352                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4353
4354                 zone_pcp_init(zone);
4355                 for_each_lru(l)
4356                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4357                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4358                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4359                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4360                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4361                 zap_zone_vm_stats(zone);
4362                 zone->flags = 0;
4363                 if (!size)
4364                         continue;
4365
4366                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4367                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4368                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4369                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4370                 BUG_ON(ret);
4371                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4372                 zone_start_pfn += size;
4373         }
4374 }
4375
4376 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4377 {
4378         /* Skip empty nodes */
4379         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4380                 return;
4381
4382 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4383         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4384         if (!pgdat->node_mem_map) {
4385                 unsigned long size, start, end;
4386                 struct page *map;
4387
4388                 /*
4389                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4390                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4391                  * for the buddy allocator to function correctly.
4392                  */
4393                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4394                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4395                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4396                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4397                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4398                 if (!map)
4399                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4400                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4401         }
4402 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4403         /*
4404          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4405          */
4406         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4407                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4408 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4409                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4410                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4411 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4412         }
4413 #endif
4414 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4415 }
4416
4417 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4418                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4419 {
4420         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4421
4422         pgdat->node_id = nid;
4423         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4424         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4425
4426         alloc_node_mem_map(pgdat);
4427 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4428         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4429                 nid, (unsigned long)pgdat,
4430                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4431 #endif
4432
4433         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4434 }
4435
4436 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4437
4438 #if MAX_NUMNODES > 1
4439 /*
4440  * Figure out the number of possible node ids.
4441  */
4442 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4443 {
4444         unsigned int node;
4445         unsigned int highest = 0;
4446
4447         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4448                 highest = node;
4449         nr_node_ids = highest + 1;
4450 }
4451 #else
4452 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4453 {
4454 }
4455 #endif
4456
4457 /**
4458  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4459  * @nid: The node ID the range resides on
4460  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4461  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4462  *
4463  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4464  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4465  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4466  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4467  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4468  */
4469 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4470                                                 unsigned long end_pfn)
4471 {
4472         int i;
4473
4474         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4475                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4476                         "%d entries of %d used\n",
4477                         nid, start_pfn, end_pfn,
4478                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4479
4480         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4481
4482         /* Merge with existing active regions if possible */
4483         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4484                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4485                         continue;
4486
4487                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4488                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4489                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4490                         return;
4491
4492                 /* Merge forward if suitable */
4493                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4494                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4495                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4496                         return;
4497                 }
4498
4499                 /* Merge backward if suitable */
4500                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4501                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4502                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4503                         return;
4504                 }
4505         }
4506
4507         /* Check that early_node_map is large enough */
4508         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4509                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4510                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4511                 return;
4512         }
4513
4514         early_node_map[i].nid = nid;
4515         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4516         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4517         nr_nodemap_entries = i + 1;
4518 }
4519
4520 /**
4521  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4522  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4523  * @start_pfn: The new PFN of the range
4524  * @end_pfn: The new PFN of the range
4525  *
4526  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4527  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4528  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4529  * range.
4530  */
4531 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4532                                 unsigned long end_pfn)
4533 {
4534         int i, j;
4535         int removed = 0;
4536
4537         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4538                           nid, start_pfn, end_pfn);
4539
4540         /* Find the old active region end and shrink */
4541         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4542                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4543                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4544                         /* clear it */
4545                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4546                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4547                         removed = 1;
4548                         continue;
4549                 }
4550                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4551                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4552                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4553                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4554                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4555                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4556                         continue;
4557                 }
4558                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4559                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4560                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4561                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4562                         continue;
4563                 }
4564         }
4565
4566         if (!removed)
4567                 return;
4568
4569         /* remove the blank ones */
4570         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4571                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4572                         continue;
4573                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4574                         continue;
4575                 /* we found it, get rid of it */
4576                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4577                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4578                                 sizeof(early_node_map[j]));
4579                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4580                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4581                 nr_nodemap_entries--;
4582         }
4583 }
4584
4585 /**
4586  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4587  *
4588  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4589  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4590  * all currently registered regions.
4591  */
4592 void __init remove_all_active_ranges(void)
4593 {
4594         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4595         nr_nodemap_entries = 0;
4596 }
4597
4598 /* Compare two active node_active_regions */
4599 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4600 {
4601         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4602         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4603
4604         /* Done this way to avoid overflows */
4605         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4606                 return 1;
4607         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4608                 return -1;
4609
4610         return 0;
4611 }
4612
4613 /* sort the node_map by start_pfn */
4614 void __init sort_node_map(void)
4615 {
4616         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4617                         sizeof(struct node_active_region),
4618                         cmp_node_active_region, NULL);
4619 }
4620
4621 /**
4622  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4623  *
4624  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4625  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4626  * all the nodes.
4627  *
4628  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4629  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4630  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4631  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4632  *
4633  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4634  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4635  * populated node map.
4636  *
4637  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4638  * requirement (single node).
4639  */
4640 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4641 {
4642         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4643         int last_nid = -1;
4644         int i;
4645
4646         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4647                 int nid = early_node_map[i].nid;
4648                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4649                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4650                 unsigned long mask;
4651
4652                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4653                         last_nid = nid;
4654                         last_end = end;
4655                         continue;
4656                 }
4657
4658                 /*
4659                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4660                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4661                  * too coarse to separate the current node from the last.
4662                  */
4663                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4664                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4665                         mask <<= 1;
4666
4667                 /* accumulate all internode masks */
4668                 accl_mask |= mask;
4669         }
4670
4671         /* convert mask to number of pages */
4672         return ~accl_mask + 1;
4673 }
4674
4675 /* Find the lowest pfn for a node */
4676 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4677 {
4678         int i;
4679         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4680
4681         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4682         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4683                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4684
4685         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4686                 printk(KERN_WARNING
4687                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4688                 return 0;
4689         }
4690
4691         return min_pfn;
4692 }
4693
4694 /**
4695  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4696  *
4697  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4698  * add_active_range().
4699  */
4700 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4701 {
4702         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4703 }
4704
4705 /*
4706  * early_calculate_totalpages()
4707  * Sum pages in active regions for movable zone.
4708  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4709  */
4710 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4711 {
4712         int i;
4713         unsigned long totalpages = 0;
4714
4715         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4716                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4717                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4718                 totalpages += pages;
4719                 if (pages)
4720                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4721         }
4722         return totalpages;
4723 }
4724
4725 /*
4726  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4727  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4728  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4729  * others
4730  */
4731 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4732 {
4733         int i, nid;
4734         unsigned long usable_startpfn;
4735         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4736         /* save the state before borrow the nodemask */
4737         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4738         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4739         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4740
4741         /*
4742          * If movablecore was specified, calculate what size of
4743          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4744          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4745          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4746          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4747          * what movablecore would have allowed.
4748          */
4749         if (required_movablecore) {
4750                 unsigned long corepages;
4751
4752                 /*
4753                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4754                  * was requested by the user
4755                  */
4756                 required_movablecore =
4757                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4758                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4759
4760                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4761         }
4762
4763         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4764         if (!required_kernelcore)
4765                 goto out;
4766
4767         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4768         find_usable_zone_for_movable();
4769         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4770
4771 restart:
4772         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4773         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4774         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4775                 /*
4776                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4777                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4778                  * amount of memory for the kernel
4779                  */
4780                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4781                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4782
4783                 /*
4784                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4785                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4786                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4787                  */
4788                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4789
4790                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4791                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4792                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4793                         unsigned long size_pages;
4794
4795                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4796                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4797                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4798                         if (start_pfn >= end_pfn)
4799                                 continue;
4800
4801                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4802                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4803                                 unsigned long kernel_pages;
4804                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4805                                                                 - start_pfn;
4806
4807                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4808                                                         kernelcore_remaining);
4809                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4810                                                         required_kernelcore);
4811
4812                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4813                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4814
4815                                         /*
4816                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4817                                          * that if we have to rebalance
4818                                          * kernelcore across nodes, we will
4819                                          * not double account here
4820                                          */
4821                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4822                                         continue;
4823                                 }
4824                                 start_pfn = usable_startpfn;
4825                         }
4826
4827                         /*
4828                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4829                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4830                          * number of pages used as kernelcore
4831                          */
4832                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4833                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4834                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4835                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4836
4837                         /*
4838                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4839                          * break if the kernelcore for this node has been
4840                          * satisified
4841                          */
4842                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4843                                                                 size_pages);
4844                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4845                         if (!kernelcore_remaining)
4846                                 break;
4847                 }
4848         }
4849
4850         /*
4851          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4852          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4853          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4854          * satisified
4855          */
4856         usable_nodes--;
4857         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4858                 goto restart;
4859
4860         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4861         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4862                 zone_movable_pfn[nid] =
4863                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4864
4865 out:
4866         /* restore the node_state */
4867         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4868 }
4869
4870 /* Any regular memory on that node ? */
4871 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4872 {
4873 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4874         enum zone_type zone_type;
4875
4876         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4877                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4878                 if (zone->present_pages)
4879                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4880         }
4881 #endif
4882 }
4883
4884 /**
4885  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4886  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4887  *
4888  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4889  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4890  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4891  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4892  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4893  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4894  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4895  * at arch_max_dma_pfn.
4896  */
4897 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4898 {
4899         unsigned long nid;
4900         int i;
4901
4902         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4903         sort_node_map();
4904
4905         /* Record where the zone boundaries are */
4906         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4907                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4908         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4909                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4910         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4911         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4912         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4913                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4914                         continue;
4915                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4916                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4917                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4918                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4919         }
4920         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4921         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4922
4923         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4924         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4925         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4926
4927         /* Print out the zone ranges */
4928         printk("Zone PFN ranges:\n");
4929         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4930                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4931                         continue;
4932                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4933                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4934                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4935                         printk("empty\n");
4936                 else
4937                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4938                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4939                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4940         }
4941
4942         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4943         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4944         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4945                 if (zone_movable_pfn[i])
4946                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4947         }
4948
4949         /* Print out the early_node_map[] */
4950         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4951         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4952                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4953                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4954                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4955
4956         /* Initialise every node */
4957         mminit_verify_pageflags_layout();
4958         setup_nr_node_ids();
4959         for_each_online_node(nid) {
4960                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4961                 free_area_init_node(nid, NULL,
4962                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4963
4964                 /* Any memory on that node */
4965                 if (pgdat->node_present_pages)
4966                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4967                 check_for_regular_memory(pgdat);
4968         }
4969 }
4970
4971 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4972 {
4973         unsigned long long coremem;
4974         if (!p)
4975                 return -EINVAL;
4976
4977         coremem = memparse(p, &p);
4978         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4979
4980         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4981         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4982
4983         return 0;
4984 }
4985
4986 /*
4987  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4988  * cannot be reclaimed or migrated.
4989  */
4990 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4991 {
4992         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4993 }
4994
4995 /*
4996  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4997  * can be reclaimed or migrated.
4998  */
4999 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5000 {
5001         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5002 }
5003
5004 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5005 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5006
5007 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5008
5009 /**
5010  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5011  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5012  *
5013  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5014  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5015  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5016  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5017  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5018  * smaller per-cpu batchsize.
5019  */
5020 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5021 {
5022         dma_reserve = new_dma_reserve;
5023 }
5024
5025 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5026 {
5027         free_area_init_node(0, zones_size,
5028                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5029 }
5030
5031 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5032                                  unsigned long action, void *hcpu)
5033 {
5034         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5035
5036         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5037                 drain_pages(cpu);
5038
5039                 /*
5040                  * Spill the event counters of the dead processor
5041                  * into the current processors event counters.
5042                  * This artificially elevates the count of the current
5043                  * processor.
5044                  */
5045                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5046
5047                 /*
5048                  * Zero the differential counters of the dead processor
5049                  * so that the vm statistics are consistent.
5050                  *
5051                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5052                  * race with what we are doing.
5053                  */
5054                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5055         }
5056         return NOTIFY_OK;
5057 }
5058
5059 void __init page_alloc_init(void)
5060 {
5061         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5062 }
5063
5064 /*
5065  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5066  *      or min_free_kbytes changes.
5067  */
5068 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5069 {
5070         struct pglist_data *pgdat;
5071         unsigned long reserve_pages = 0;
5072         enum zone_type i, j;
5073
5074         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5075                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5076                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5077                         unsigned long max = 0;
5078
5079                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5080                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5081                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5082                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5083                         }
5084
5085                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5086                         max += high_wmark_pages(zone);
5087
5088                         if (max > zone->present_pages)
5089                                 max = zone->present_pages;
5090                         reserve_pages += max;
5091                 }
5092         }
5093         totalreserve_pages = reserve_pages;
5094 }
5095
5096 /*
5097  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5098  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5099  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5100  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5101  */
5102 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5103 {
5104         struct pglist_data *pgdat;
5105         enum zone_type j, idx;
5106
5107         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5108                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5109                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5110                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5111
5112                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5113
5114                         idx = j;
5115                         while (idx) {
5116                                 struct zone *lower_zone;
5117
5118                                 idx--;
5119
5120                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5121                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5122
5123                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5124                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5125                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5126                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5127                         }
5128                 }
5129         }
5130
5131         /* update totalreserve_pages */
5132         calculate_totalreserve_pages();
5133 }
5134
5135 /**
5136  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5137  * or when memory is hot-{added|removed}
5138  *
5139  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5140  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5141  */
5142 void setup_per_zone_wmarks(void)
5143 {
5144         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5145         unsigned long lowmem_pages = 0;
5146         struct zone *zone;
5147         unsigned long flags;
5148
5149         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5150         for_each_zone(zone) {
5151                 if (!is_highmem(zone))
5152                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5153         }
5154
5155         for_each_zone(zone) {
5156                 u64 tmp;
5157
5158                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5159                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5160                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5161                 if (is_highmem(zone)) {
5162                         /*
5163                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5164                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5165                          * value here.
5166                          *
5167                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5168                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5169                          * not be capped for highmem.
5170                          */
5171                         int min_pages;
5172
5173                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5174                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5175                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5176                         if (min_pages > 128)
5177                                 min_pages = 128;
5178                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5179                 } else {
5180                         /*
5181                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5182                          * proportionate to the zone's size.
5183                          */
5184                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5185                 }
5186
5187                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5188                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5189                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5190                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5191         }
5192
5193 #ifdef CONFIG_XEN
5194         for_each_populated_zone(zone) {
5195                 unsigned int cpu;
5196
5197                 for_each_online_cpu(cpu) {
5198                         unsigned long high;
5199
5200                         high = percpu_pagelist_fraction
5201                                ? zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction
5202                                : 5 * zone_batchsize(zone);
5203                         setup_pagelist_highmark(
5204                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5205                 }
5206         }
5207 #endif
5208
5209         /* update totalreserve_pages */
5210         calculate_totalreserve_pages();
5211 }
5212
5213 /*
5214  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5215  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5216  * to be referenced again before it is swapped out.
5217  *
5218  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5219  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5220  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5221  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5222  *
5223  * total     target    max
5224  * memory    ratio     inactive anon
5225  * -------------------------------------
5226  *   10MB       1         5MB
5227  *  100MB       1        50MB
5228  *    1GB       3       250MB
5229  *   10GB      10       0.9GB
5230  *  100GB      31         3GB
5231  *    1TB     101        10GB
5232  *   10TB     320        32GB
5233  */
5234 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5235 {
5236         unsigned int gb, ratio;
5237
5238         /* Zone size in gigabytes */
5239         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5240         if (gb)
5241                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5242         else
5243                 ratio = 1;
5244
5245         zone->inactive_ratio = ratio;
5246 }
5247
5248 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5249 {
5250         struct zone *zone;
5251
5252         for_each_zone(zone)
5253                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5254 }
5255
5256 /*
5257  * Initialise min_free_kbytes.
5258  *
5259  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5260  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5261  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5262  *
5263  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5264  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5265  *
5266  * which yields
5267  *
5268  * 16MB:        512k
5269  * 32MB:        724k
5270  * 64MB:        1024k
5271  * 128MB:       1448k
5272  * 256MB:       2048k
5273  * 512MB:       2896k
5274  * 1024MB:      4096k
5275  * 2048MB:      5792k
5276  * 4096MB:      8192k
5277  * 8192MB:      11584k
5278  * 16384MB:     16384k
5279  */
5280 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5281 {
5282         unsigned long lowmem_kbytes;
5283
5284         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5285
5286         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5287         if (min_free_kbytes < 128)
5288                 min_free_kbytes = 128;
5289         if (min_free_kbytes > 65536)
5290                 min_free_kbytes = 65536;
5291         setup_per_zone_wmarks();
5292         refresh_zone_stat_thresholds();
5293         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5294         setup_per_zone_inactive_ratio();
5295         return 0;
5296 }
5297 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5298
5299 /*
5300  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5301  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5302  *      changes.
5303  */
5304 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5305         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5306 {
5307         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5308         if (write)
5309                 setup_per_zone_wmarks();
5310         return 0;
5311 }
5312
5313 #ifdef CONFIG_NUMA
5314 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5315         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5316 {
5317         struct zone *zone;
5318         int rc;
5319
5320         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5321         if (rc)
5322                 return rc;
5323
5324         for_each_zone(zone)
5325                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5326                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5327         return 0;
5328 }
5329
5330 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5331         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5332 {
5333         struct zone *zone;
5334         int rc;
5335
5336         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5337         if (rc)
5338                 return rc;
5339
5340         for_each_zone(zone)
5341                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5342                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5343         return 0;
5344 }
5345 #endif
5346
5347 /*
5348  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5349  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5350  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5351  *
5352  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5353  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5354  * if in function of the boot time zone sizes.
5355  */
5356 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5357         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5358 {
5359         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5360         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5361         return 0;
5362 }
5363
5364 /*
5365  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5366  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5367  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5368  */
5369
5370 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5371         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5372 {
5373         struct zone *zone;
5374         unsigned int cpu;
5375         int ret;
5376
5377         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5378         if (!write || (ret == -EINVAL))
5379                 return ret;
5380         for_each_populated_zone(zone) {
5381                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5382                         unsigned long  high;
5383                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5384                         setup_pagelist_highmark(
5385                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5386                 }
5387         }
5388         return 0;
5389 }
5390
5391 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5392
5393 #ifdef CONFIG_NUMA
5394 static int __init set_hashdist(char *str)
5395 {
5396         if (!str)
5397                 return 0;
5398         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5399         return 1;
5400 }
5401 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5402 #endif
5403
5404 /*
5405  * allocate a large system hash table from bootmem
5406  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5407  *   quantity of entries
5408  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5409  */
5410 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5411                                      unsigned long bucketsize,
5412                                      unsigned long numentries,
5413                                      int scale,
5414                                      int flags,
5415                                      unsigned int *_hash_shift,
5416                                      unsigned int *_hash_mask,
5417                                      unsigned long limit)
5418 {
5419         unsigned long long max = limit;
5420         unsigned long log2qty, size;
5421         void *table = NULL;
5422
5423         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5424         if (!numentries) {
5425                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5426                 numentries = nr_kernel_pages;
5427                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5428                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5429                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5430
5431                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5432                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5433                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5434                 else
5435                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5436
5437                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5438                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5439                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5440                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5441                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5442                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5443                                 BUG_ON(!numentries);
5444                         }
5445                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5446                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5447         }
5448         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5449
5450         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5451         if (max == 0) {
5452                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5453                 do_div(max, bucketsize);
5454         }
5455
5456         if (numentries > max)
5457                 numentries = max;
5458
5459         log2qty = ilog2(numentries);
5460
5461         do {
5462                 size = bucketsize << log2qty;
5463                 if (flags & HASH_EARLY)
5464                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5465                 else if (hashdist)
5466                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5467                 else {
5468                         /*
5469                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5470                          * some pages at the end of hash table which
5471                          * alloc_pages_exact() automatically does
5472                          */
5473                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5474                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5475                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5476                         }
5477                 }
5478         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5479
5480         if (!table)
5481                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5482
5483         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5484                tablename,
5485                (1UL << log2qty),
5486                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5487                size);
5488
5489         if (_hash_shift)
5490                 *_hash_shift = log2qty;
5491         if (_hash_mask)
5492                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5493
5494         return table;
5495 }
5496
5497 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5498 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5499                                                         unsigned long pfn)
5500 {
5501 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5502         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5503 #else
5504         return zone->pageblock_flags;
5505 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5506 }
5507
5508 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5509 {
5510 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5511         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5512         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5513 #else
5514         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5515         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5516 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5517 }
5518
5519 /**
5520  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5521  * @page: The page within the block of interest
5522  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5523  * @end_bitidx: The last bit of interest
5524  * returns pageblock_bits flags
5525  */
5526 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5527                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5528 {
5529         struct zone *zone;
5530         unsigned long *bitmap;
5531         unsigned long pfn, bitidx;
5532         unsigned long flags = 0;
5533         unsigned long value = 1;
5534
5535         zone = page_zone(page);
5536         pfn = page_to_pfn(page);
5537         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5538         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5539
5540         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5541                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5542                         flags |= value;
5543
5544         return flags;
5545 }
5546
5547 /**
5548  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5549  * @page: The page within the block of interest
5550  * @start_bitidx: The first bit of interest
5551  * @end_bitidx: The last bit of interest
5552  * @flags: The flags to set
5553  */
5554 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5555                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5556 {
5557         struct zone *zone;
5558         unsigned long *bitmap;
5559         unsigned long pfn, bitidx;
5560         unsigned long value = 1;
5561
5562         zone = page_zone(page);
5563         pfn = page_to_pfn(page);
5564         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5565         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5566         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5567         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5568
5569         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5570                 if (flags & value)
5571                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5572                 else
5573                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5574 }
5575
5576 /*
5577  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5578  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5579  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5580  */
5581
5582 static int
5583 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5584 {
5585         unsigned long pfn, iter, found;
5586         /*
5587          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5588          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5589          */
5590         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5591                 return true;
5592
5593         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5594                 return true;
5595
5596         pfn = page_to_pfn(page);
5597         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5598                 unsigned long check = pfn + iter;
5599
5600                 if (!pfn_valid_within(check))
5601                         continue;
5602
5603                 page = pfn_to_page(check);
5604                 if (!page_count(page)) {
5605                         if (PageBuddy(page))
5606                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5607                         continue;
5608                 }
5609                 if (!PageLRU(page))
5610                         found++;
5611                 /*
5612                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5613                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5614                  * and it still to be fixed.
5615                  */
5616                 /*
5617                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5618                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5619                  *
5620                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5621                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5622                  * page at boot.
5623                  */
5624                 if (found > count)
5625                         return false;
5626         }
5627         return true;
5628 }
5629
5630 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5631 {
5632         struct zone *zone = page_zone(page);
5633         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5634 }
5635
5636 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5637 {
5638         struct zone *zone;
5639         unsigned long flags, pfn;
5640         struct memory_isolate_notify arg;
5641         int notifier_ret;
5642         int ret = -EBUSY;
5643
5644         zone = page_zone(page);
5645
5646         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5647
5648         pfn = page_to_pfn(page);
5649         arg.start_pfn = pfn;
5650         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5651         arg.pages_found = 0;
5652
5653         /*
5654          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5655          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5656          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5657          * number of pages in a range that are held by the balloon
5658          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5659          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5660          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5661          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5662          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5663          */
5664         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5665         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5666         if (notifier_ret)
5667                 goto out;
5668         /*
5669          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5670          * We just check MOVABLE pages.
5671          */
5672         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5673                 ret = 0;
5674
5675         /*
5676          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5677          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5678          */
5679
5680 out:
5681         if (!ret) {
5682                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5683                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5684         }
5685
5686         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5687         if (!ret)
5688                 drain_all_pages();
5689         return ret;
5690 }
5691
5692 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5693 {
5694         struct zone *zone;
5695         unsigned long flags;
5696         zone = page_zone(page);
5697         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5698         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5699                 goto out;
5700         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5701         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5702 out:
5703         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5704 }
5705
5706 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5707 /*
5708  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5709  */
5710 void
5711 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5712 {
5713         struct page *page;
5714         struct zone *zone;
5715         int order, i;
5716         unsigned long pfn;
5717         unsigned long flags;
5718         /* find the first valid pfn */
5719         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5720                 if (pfn_valid(pfn))
5721                         break;
5722         if (pfn == end_pfn)
5723                 return;
5724         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5725         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5726         pfn = start_pfn;
5727         while (pfn < end_pfn) {
5728                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5729                         pfn++;
5730                         continue;
5731                 }
5732                 page = pfn_to_page(pfn);
5733                 BUG_ON(page_count(page));
5734                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5735                 order = page_order(page);
5736 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5737                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5738                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5739 #endif
5740                 list_del(&page->lru);
5741                 rmv_page_order(page);
5742                 zone->free_area[order].nr_free--;
5743                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5744                                       - (1UL << order));
5745                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5746                         SetPageReserved((page+i));
5747                 pfn += (1 << order);
5748         }
5749         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5750 }
5751 #endif
5752
5753 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5754 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5755 {
5756         struct zone *zone = page_zone(page);
5757         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5758         unsigned long flags;
5759         int order;
5760
5761         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5762         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5763                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5764
5765                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5766                         break;
5767         }
5768         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5769
5770         return order < MAX_ORDER;
5771 }
5772 #endif
5773
5774 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5775         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5776         {1UL << PG_error,               "error"         },
5777         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5778         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5779         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5780         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5781         {1UL << PG_active,              "active"        },
5782         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5783         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5784         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5785         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5786         {1UL << PG_private,             "private"       },
5787         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5788         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5789 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5790         {1UL << PG_head,                "head"          },
5791         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5792 #else
5793         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5794 #endif
5795         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5796         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5797         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5798         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5799         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5800 #ifdef CONFIG_MMU
5801         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5802 #endif
5803 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5804         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5805 #endif
5806 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5807         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5808 #endif
5809         {-1UL,                          NULL            },
5810 };
5811
5812 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5813 {
5814         const char *delim = "";
5815         unsigned long mask;
5816         int i;
5817
5818         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5819
5820         /* remove zone id */
5821         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5822
5823         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5824
5825                 mask = pageflag_names[i].mask;
5826                 if ((flags & mask) != mask)
5827                         continue;
5828
5829                 flags &= ~mask;
5830                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5831                 delim = "|";
5832         }
5833
5834         /* check for left over flags */
5835         if (flags)
5836                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5837
5838         printk(")\n");
5839 }
5840
5841 void dump_page(struct page *page)
5842 {
5843         printk(KERN_ALERT
5844                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5845                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5846                 page->mapping, page->index);
5847         dump_page_flags(page->flags);
5848         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5849 }