- Update to 3.2-rc6.
[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         print_modules();
322         dump_stack();
323 out:
324         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
325         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
326         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
327 }
328
329 /*
330  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
331  *
332  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
333  *
334  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
335  *
336  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
337  * the head page (even the head page has this).
338  *
339  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
340  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
341  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
342  */
343
344 static void free_compound_page(struct page *page)
345 {
346         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
347 }
348
349 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
350 {
351         int i;
352         int nr_pages = 1 << order;
353
354         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
355         set_compound_order(page, order);
356         __SetPageHead(page);
357         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
358                 struct page *p = page + i;
359                 __SetPageTail(p);
360                 set_page_count(p, 0);
361                 p->first_page = page;
362         }
363 }
364
365 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
366 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
367 {
368         int i;
369         int nr_pages = 1 << order;
370         int bad = 0;
371
372         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
373             unlikely(!PageHead(page))) {
374                 bad_page(page);
375                 bad++;
376         }
377
378         __ClearPageHead(page);
379
380         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
381                 struct page *p = page + i;
382
383                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
384                         bad_page(page);
385                         bad++;
386                 }
387                 __ClearPageTail(p);
388         }
389
390         return bad;
391 }
392
393 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
394 {
395         int i;
396
397         /*
398          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
399          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
400          */
401         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
402         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
403                 clear_highpage(page + i);
404 }
405
406 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
407 {
408         set_page_private(page, order);
409         __SetPageBuddy(page);
410 }
411
412 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
413 {
414         __ClearPageBuddy(page);
415         set_page_private(page, 0);
416 }
417
418 /*
419  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
420  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
421  *
422  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
423  * the following equation:
424  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
425  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
426  * 1 buddy is #10:
427  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
428  *
429  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
430  * satisfies the following equation:
431  *     P = B & ~(1 << O)
432  *
433  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
434  */
435 static inline unsigned long
436 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
437 {
438         return page_idx ^ (1 << order);
439 }
440
441 /*
442  * This function checks whether a page is free && is the buddy
443  * we can do coalesce a page and its buddy if
444  * (a) the buddy is not in a hole &&
445  * (b) the buddy is in the buddy system &&
446  * (c) a page and its buddy have the same order &&
447  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
448  *
449  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
450  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
451  *
452  * For recording page's order, we use page_private(page).
453  */
454 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
455                                                                 int order)
456 {
457         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
458                 return 0;
459
460         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
461                 return 0;
462
463         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
464                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
465                 return 1;
466         }
467         return 0;
468 }
469
470 /*
471  * Freeing function for a buddy system allocator.
472  *
473  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
474  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
475  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
476  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
477  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
478  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
479  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
480  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
481  * parts of the VM system.
482  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
483  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
484  * order is recorded in page_private(page) field.
485  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
486  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
487  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
488  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
489  * triggers coalescing into a block of larger size.            
490  *
491  * -- wli
492  */
493
494 static inline void __free_one_page(struct page *page,
495                 struct zone *zone, unsigned int order,
496                 int migratetype)
497 {
498         unsigned long page_idx;
499         unsigned long combined_idx;
500         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
501         struct page *buddy;
502
503         if (unlikely(PageCompound(page)))
504                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
505                         return;
506
507         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
508
509         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
510
511         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
512         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
513
514         while (order < MAX_ORDER-1) {
515                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
516                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
517                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
518                         break;
519
520                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
521                 list_del(&buddy->lru);
522                 zone->free_area[order].nr_free--;
523                 rmv_page_order(buddy);
524                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
525                 page = page + (combined_idx - page_idx);
526                 page_idx = combined_idx;
527                 order++;
528         }
529         set_page_order(page, order);
530
531         /*
532          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
533          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
534          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
535          * that is happening, add the free page to the tail of the list
536          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
537          * as a higher order page
538          */
539         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
540                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
541                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
542                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
543                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
544                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
545                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
546                         list_add_tail(&page->lru,
547                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
548                         goto out;
549                 }
550         }
551
552         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
553 out:
554         zone->free_area[order].nr_free++;
555 }
556
557 /*
558  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
559  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
560  * free_pages_check() will verify...
561  */
562 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
563 {
564         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
565         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
566 }
567
568 static inline int free_pages_check(struct page *page)
569 {
570         if (unlikely(page_mapcount(page) |
571                 (page->mapping != NULL)  |
572                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
573                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
574                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
575                 bad_page(page);
576                 return 1;
577         }
578         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
579                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Frees a number of pages from the PCP lists
585  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
586  * count is the number of pages to free.
587  *
588  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
589  * see if this freeing clears that state.
590  *
591  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
592  * pinned" detection logic.
593  */
594 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
595                                         struct per_cpu_pages *pcp)
596 {
597         int migratetype = 0;
598         int batch_free = 0;
599         int to_free = count;
600
601         spin_lock(&zone->lock);
602         zone->all_unreclaimable = 0;
603         zone->pages_scanned = 0;
604
605         while (to_free) {
606                 struct page *page;
607                 struct list_head *list;
608
609                 /*
610                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
611                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
612                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
613                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
614                  * lists
615                  */
616                 do {
617                         batch_free++;
618                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
619                                 migratetype = 0;
620                         list = &pcp->lists[migratetype];
621                 } while (list_empty(list));
622
623                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
624                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
625                         batch_free = to_free;
626
627                 do {
628                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
629                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
630                         list_del(&page->lru);
631                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
632                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
633                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
634                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
635         }
636         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
637         spin_unlock(&zone->lock);
638 }
639
640 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
641                                 int migratetype)
642 {
643         spin_lock(&zone->lock);
644         zone->all_unreclaimable = 0;
645         zone->pages_scanned = 0;
646
647         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
648         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
649         spin_unlock(&zone->lock);
650 }
651
652 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
653 {
654         int i;
655         int bad = 0;
656
657 #ifdef CONFIG_XEN
658         if (PageForeign(page)) {
659                 PageForeignDestructor(page, order);
660                 return false;
661         }
662 #endif
663
664         trace_mm_page_free_direct(page, order);
665         kmemcheck_free_shadow(page, order);
666
667         if (PageAnon(page))
668                 page->mapping = NULL;
669         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
670                 bad += free_pages_check(page + i);
671         if (bad)
672                 return false;
673
674         if (!PageHighMem(page)) {
675                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
676                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
677                                            PAGE_SIZE << order);
678         }
679         arch_free_page(page, order);
680         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
681
682         return true;
683 }
684
685 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
686 {
687         unsigned long flags;
688         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
689
690 #ifdef CONFIG_XEN
691         WARN_ON(PageForeign(page) && wasMlocked);
692 #endif
693         if (!free_pages_prepare(page, order))
694                 return;
695
696         local_irq_save(flags);
697         if (unlikely(wasMlocked))
698                 free_page_mlock(page);
699         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
700         free_one_page(page_zone(page), page, order,
701                                         get_pageblock_migratetype(page));
702         local_irq_restore(flags);
703 }
704
705 /*
706  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
707  */
708 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
709 {
710         if (order == 0) {
711                 __ClearPageReserved(page);
712                 set_page_count(page, 0);
713                 set_page_refcounted(page);
714                 __free_page(page);
715         } else {
716                 int loop;
717
718                 prefetchw(page);
719                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
720                         struct page *p = &page[loop];
721
722                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
723                                 prefetchw(p + 1);
724                         __ClearPageReserved(p);
725                         set_page_count(p, 0);
726                 }
727
728                 set_page_refcounted(page);
729                 __free_pages(page, order);
730         }
731 }
732
733
734 /*
735  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
736  * Please do not alter this order without good reasons and regression
737  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
738  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
739  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
740  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
741  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
742  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
743  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
744  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
745  *
746  * -- wli
747  */
748 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
749         int low, int high, struct free_area *area,
750         int migratetype)
751 {
752         unsigned long size = 1 << high;
753
754         while (high > low) {
755                 area--;
756                 high--;
757                 size >>= 1;
758                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
759                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
760                 area->nr_free++;
761                 set_page_order(&page[size], high);
762         }
763 }
764
765 /*
766  * This page is about to be returned from the page allocator
767  */
768 static inline int check_new_page(struct page *page)
769 {
770         if (unlikely(page_mapcount(page) |
771                 (page->mapping != NULL)  |
772                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
773                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
774                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
775                 bad_page(page);
776                 return 1;
777         }
778         return 0;
779 }
780
781 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
782 {
783         int i;
784
785         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
786                 struct page *p = page + i;
787                 if (unlikely(check_new_page(p)))
788                         return 1;
789         }
790
791         set_page_private(page, 0);
792         set_page_refcounted(page);
793
794         arch_alloc_page(page, order);
795         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
796
797         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
798                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
799
800         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
801                 prep_compound_page(page, order);
802
803         return 0;
804 }
805
806 /*
807  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
808  * the smallest available page from the freelists
809  */
810 static inline
811 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
812                                                 int migratetype)
813 {
814         unsigned int current_order;
815         struct free_area * area;
816         struct page *page;
817
818         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
819         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
820                 area = &(zone->free_area[current_order]);
821                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
822                         continue;
823
824                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
825                                                         struct page, lru);
826                 list_del(&page->lru);
827                 rmv_page_order(page);
828                 area->nr_free--;
829                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
830                 return page;
831         }
832
833         return NULL;
834 }
835
836
837 /*
838  * This array describes the order lists are fallen back to when
839  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
840  */
841 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
842         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
843         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
844         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
845         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
846 };
847
848 /*
849  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
850  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
851  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
852  */
853 static int move_freepages(struct zone *zone,
854                           struct page *start_page, struct page *end_page,
855                           int migratetype)
856 {
857         struct page *page;
858         unsigned long order;
859         int pages_moved = 0;
860
861 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
862         /*
863          * page_zone is not safe to call in this context when
864          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
865          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
866          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
867          * grouping pages by mobility
868          */
869         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
870 #endif
871
872         for (page = start_page; page <= end_page;) {
873                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
874                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
875
876                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
877                         page++;
878                         continue;
879                 }
880
881                 if (!PageBuddy(page)) {
882                         page++;
883                         continue;
884                 }
885
886                 order = page_order(page);
887                 list_move(&page->lru,
888                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
889                 page += 1 << order;
890                 pages_moved += 1 << order;
891         }
892
893         return pages_moved;
894 }
895
896 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
897                                 int migratetype)
898 {
899         unsigned long start_pfn, end_pfn;
900         struct page *start_page, *end_page;
901
902         start_pfn = page_to_pfn(page);
903         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
904         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
905         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
906         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
907
908         /* Do not cross zone boundaries */
909         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
910                 start_page = page;
911         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
912                 return 0;
913
914         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
915 }
916
917 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
918                                         int start_order, int migratetype)
919 {
920         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
921
922         while (nr_pageblocks--) {
923                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
924                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
925         }
926 }
927
928 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
929 static inline struct page *
930 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
931 {
932         struct free_area * area;
933         int current_order;
934         struct page *page;
935         int migratetype, i;
936
937         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
938         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
939                                                 --current_order) {
940                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
941                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
942
943                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
944                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
945                                 continue;
946
947                         area = &(zone->free_area[current_order]);
948                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
949                                 continue;
950
951                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
952                                         struct page, lru);
953                         area->nr_free--;
954
955                         /*
956                          * If breaking a large block of pages, move all free
957                          * pages to the preferred allocation list. If falling
958                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
959                          * aggressive about taking ownership of free pages
960                          */
961                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
962                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
963                                         page_group_by_mobility_disabled) {
964                                 unsigned long pages;
965                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
966                                                                 start_migratetype);
967
968                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
969                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
970                                                 page_group_by_mobility_disabled)
971                                         set_pageblock_migratetype(page,
972                                                                 start_migratetype);
973
974                                 migratetype = start_migratetype;
975                         }
976
977                         /* Remove the page from the freelists */
978                         list_del(&page->lru);
979                         rmv_page_order(page);
980
981                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
982                         if (current_order >= pageblock_order)
983                                 change_pageblock_range(page, current_order,
984                                                         start_migratetype);
985
986                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
987
988                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
989                                 start_migratetype, migratetype);
990
991                         return page;
992                 }
993         }
994
995         return NULL;
996 }
997
998 /*
999  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1000  * Call me with the zone->lock already held.
1001  */
1002 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1003                                                 int migratetype)
1004 {
1005         struct page *page;
1006
1007 retry_reserve:
1008         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1009
1010         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1011                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1012
1013                 /*
1014                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1015                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1016                  * and we want just one call site
1017                  */
1018                 if (!page) {
1019                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1020                         goto retry_reserve;
1021                 }
1022         }
1023
1024         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1025         return page;
1026 }
1027
1028 /* 
1029  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1030  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1031  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1032  */
1033 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1034                         unsigned long count, struct list_head *list,
1035                         int migratetype, int cold)
1036 {
1037         int i;
1038         
1039         spin_lock(&zone->lock);
1040         for (i = 0; i < count; ++i) {
1041                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1042                 if (unlikely(page == NULL))
1043                         break;
1044
1045                 /*
1046                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1047                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1048                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1049                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1050                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1051                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1052                  * properly.
1053                  */
1054                 if (likely(cold == 0))
1055                         list_add(&page->lru, list);
1056                 else
1057                         list_add_tail(&page->lru, list);
1058                 set_page_private(page, migratetype);
1059                 list = &page->lru;
1060         }
1061         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1062         spin_unlock(&zone->lock);
1063         return i;
1064 }
1065
1066 #ifdef CONFIG_NUMA
1067 /*
1068  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1069  * currently executing processor on remote nodes after they have
1070  * expired.
1071  *
1072  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1073  * a single processor.
1074  */
1075 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1076 {
1077         unsigned long flags;
1078         int to_drain;
1079
1080         local_irq_save(flags);
1081         if (pcp->count >= pcp->batch)
1082                 to_drain = pcp->batch;
1083         else
1084                 to_drain = pcp->count;
1085         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1086         pcp->count -= to_drain;
1087         local_irq_restore(flags);
1088 }
1089 #endif
1090
1091 /*
1092  * Drain pages of the indicated processor.
1093  *
1094  * The processor must either be the current processor and the
1095  * thread pinned to the current processor or a processor that
1096  * is not online.
1097  */
1098 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1099 {
1100         unsigned long flags;
1101         struct zone *zone;
1102
1103         for_each_populated_zone(zone) {
1104                 struct per_cpu_pageset *pset;
1105                 struct per_cpu_pages *pcp;
1106
1107                 local_irq_save(flags);
1108                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1109
1110                 pcp = &pset->pcp;
1111                 if (pcp->count) {
1112                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1113                         pcp->count = 0;
1114                 }
1115                 local_irq_restore(flags);
1116         }
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1121  */
1122 void drain_local_pages(void *arg)
1123 {
1124         drain_pages(smp_processor_id());
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1129  */
1130 void drain_all_pages(void)
1131 {
1132         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1133 }
1134
1135 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1136
1137 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1138 {
1139         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1140         unsigned long flags;
1141         int order, t;
1142         struct list_head *curr;
1143
1144         if (!zone->spanned_pages)
1145                 return;
1146
1147         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1148
1149         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1150         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1151                 if (pfn_valid(pfn)) {
1152                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1153
1154                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1155                                 swsusp_unset_page_free(page);
1156                 }
1157
1158         for_each_migratetype_order(order, t) {
1159                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1160                         unsigned long i;
1161
1162                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1163                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1164                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1165                 }
1166         }
1167         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1168 }
1169 #endif /* CONFIG_PM */
1170
1171 /*
1172  * Free a 0-order page
1173  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1174  */
1175 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1176 {
1177         struct zone *zone = page_zone(page);
1178         struct per_cpu_pages *pcp;
1179         unsigned long flags;
1180         int migratetype;
1181         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1182
1183 #ifdef CONFIG_XEN
1184         WARN_ON(PageForeign(page) && wasMlocked);
1185 #endif
1186         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1187                 return;
1188
1189         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1190         set_page_private(page, migratetype);
1191         local_irq_save(flags);
1192         if (unlikely(wasMlocked))
1193                 free_page_mlock(page);
1194         __count_vm_event(PGFREE);
1195
1196         /*
1197          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1198          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1199          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1200          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1201          * excessively into the page allocator
1202          */
1203         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1204                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1205                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1206                         goto out;
1207                 }
1208                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1209         }
1210
1211         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1212         if (cold)
1213                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1214         else
1215                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1216         pcp->count++;
1217         if (pcp->count >= pcp->high) {
1218                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1219                 pcp->count -= pcp->batch;
1220         }
1221
1222 out:
1223         local_irq_restore(flags);
1224 }
1225
1226 /*
1227  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1228  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1229  * Each sub-page must be freed individually.
1230  *
1231  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1232  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1233  */
1234 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1235 {
1236         int i;
1237
1238         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1239         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1240
1241 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1242         /*
1243          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1244          * otherwise free the whole shadow.
1245          */
1246         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1247                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1248 #endif
1249
1250         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1251                 set_page_refcounted(page + i);
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1256  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1257  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1258  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1259  * are enabled.
1260  *
1261  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1262  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1263  */
1264 int split_free_page(struct page *page)
1265 {
1266         unsigned int order;
1267         unsigned long watermark;
1268         struct zone *zone;
1269
1270         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1271
1272         zone = page_zone(page);
1273         order = page_order(page);
1274
1275         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1276         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1277         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1278                 return 0;
1279
1280         /* Remove page from free list */
1281         list_del(&page->lru);
1282         zone->free_area[order].nr_free--;
1283         rmv_page_order(page);
1284         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1285
1286         /* Split into individual pages */
1287         set_page_refcounted(page);
1288         split_page(page, order);
1289
1290         if (order >= pageblock_order - 1) {
1291                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1292                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1293                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1294         }
1295
1296         return 1 << order;
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1301  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1302  * or two.
1303  */
1304 static inline
1305 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1306                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1307                         int migratetype)
1308 {
1309         unsigned long flags;
1310         struct page *page;
1311         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1312
1313 again:
1314         if (likely(order == 0)) {
1315                 struct per_cpu_pages *pcp;
1316                 struct list_head *list;
1317
1318                 local_irq_save(flags);
1319                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1320                 list = &pcp->lists[migratetype];
1321                 if (list_empty(list)) {
1322                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1323                                         pcp->batch, list,
1324                                         migratetype, cold);
1325                         if (unlikely(list_empty(list)))
1326                                 goto failed;
1327                 }
1328
1329                 if (cold)
1330                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1331                 else
1332                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1333
1334                 list_del(&page->lru);
1335                 pcp->count--;
1336         } else {
1337                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1338                         /*
1339                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1340                          *
1341                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1342                          * properly detect and handle allocation failures.
1343                          *
1344                          * We most definitely don't want callers attempting to
1345                          * allocate greater than order-1 page units with
1346                          * __GFP_NOFAIL.
1347                          */
1348                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1349                 }
1350                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1351                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1352                 spin_unlock(&zone->lock);
1353                 if (!page)
1354                         goto failed;
1355                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1356         }
1357
1358         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1359         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1360         local_irq_restore(flags);
1361
1362         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1363         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1364                 goto again;
1365         return page;
1366
1367 failed:
1368         local_irq_restore(flags);
1369         return NULL;
1370 }
1371
1372 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1373 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1374 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1375 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1376 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1377
1378 /* Mask to get the watermark bits */
1379 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1380
1381 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1382 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1383 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1384
1385 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1386
1387 static struct {
1388         struct fault_attr attr;
1389
1390         u32 ignore_gfp_highmem;
1391         u32 ignore_gfp_wait;
1392         u32 min_order;
1393 } fail_page_alloc = {
1394         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1395         .ignore_gfp_wait = 1,
1396         .ignore_gfp_highmem = 1,
1397         .min_order = 1,
1398 };
1399
1400 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1401 {
1402         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1403 }
1404 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1405
1406 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1407 {
1408         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1409                 return 0;
1410         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1411                 return 0;
1412         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1413                 return 0;
1414         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1415                 return 0;
1416
1417         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1418 }
1419
1420 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1421
1422 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1423 {
1424         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1425         struct dentry *dir;
1426
1427         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1428                                         &fail_page_alloc.attr);
1429         if (IS_ERR(dir))
1430                 return PTR_ERR(dir);
1431
1432         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1433                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1434                 goto fail;
1435         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1436                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1437                 goto fail;
1438         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1439                                 &fail_page_alloc.min_order))
1440                 goto fail;
1441
1442         return 0;
1443 fail:
1444         debugfs_remove_recursive(dir);
1445
1446         return -ENOMEM;
1447 }
1448
1449 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1450
1451 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1452
1453 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1454
1455 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1456 {
1457         return 0;
1458 }
1459
1460 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1461
1462 /*
1463  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1464  * of the allocation.
1465  */
1466 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1467                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1468 {
1469         /* free_pages my go negative - that's OK */
1470         long min = mark;
1471         int o;
1472
1473         free_pages -= (1 << order) + 1;
1474         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1475                 min -= min / 2;
1476         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1477                 min -= min / 4;
1478
1479         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1480                 return false;
1481         for (o = 0; o < order; o++) {
1482                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1483                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1484
1485                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1486                 min >>= 1;
1487
1488                 if (free_pages <= min)
1489                         return false;
1490         }
1491         return true;
1492 }
1493
1494 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1495                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1496 {
1497         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1498                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1499 }
1500
1501 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1502                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1503 {
1504         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1505
1506         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1507                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1508
1509         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1510                                                                 free_pages);
1511 }
1512
1513 #ifdef CONFIG_NUMA
1514 /*
1515  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1516  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1517  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1518  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1519  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1520  *
1521  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1522  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1523  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1524  *
1525  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1526  * nothing and returns NULL.
1527  *
1528  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1529  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1530  *
1531  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1532  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1533  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1534  * quickly as we can.
1535  */
1536 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1537 {
1538         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1539         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1540
1541         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1542         if (!zlc)
1543                 return NULL;
1544
1545         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1546                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1547                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1548         }
1549
1550         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1551                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1552                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1553         return allowednodes;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1558  * if it is worth looking at further for free memory:
1559  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1560  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1561  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1562  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1563  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1564  * else return false (zero) if it is not.
1565  *
1566  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1567  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1568  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1569  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1570  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1571  * into the second scan of the zonelist.
1572  *
1573  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1574  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1575  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1576  * unturned looking for a free page.
1577  */
1578 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1579                                                 nodemask_t *allowednodes)
1580 {
1581         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1582         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1583         int n;                          /* node that zone *z is on */
1584
1585         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1586         if (!zlc)
1587                 return 1;
1588
1589         i = z - zonelist->_zonerefs;
1590         n = zlc->z_to_n[i];
1591
1592         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1593         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1598  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1599  * from that zone don't waste time re-examining it.
1600  */
1601 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1602 {
1603         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1604         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1605
1606         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1607         if (!zlc)
1608                 return;
1609
1610         i = z - zonelist->_zonerefs;
1611
1612         set_bit(i, zlc->fullzones);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1617  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1618  */
1619 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1620 {
1621         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1622
1623         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1624         if (!zlc)
1625                 return;
1626
1627         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1628 }
1629
1630 #else   /* CONFIG_NUMA */
1631
1632 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1633 {
1634         return NULL;
1635 }
1636
1637 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1638                                 nodemask_t *allowednodes)
1639 {
1640         return 1;
1641 }
1642
1643 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1644 {
1645 }
1646
1647 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1648 {
1649 }
1650 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1651
1652 /*
1653  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1654  * a page.
1655  */
1656 static struct page *
1657 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1658                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1659                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1660 {
1661         struct zoneref *z;
1662         struct page *page = NULL;
1663         int classzone_idx;
1664         struct zone *zone;
1665         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1666         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1667         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1668
1669         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1670 zonelist_scan:
1671         /*
1672          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1673          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1674          */
1675         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1676                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1677                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1678                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1679                                 continue;
1680                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1681                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1682                                 continue;
1683
1684                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1685                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1686                         unsigned long mark;
1687                         int ret;
1688
1689                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1690                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1691                                     classzone_idx, alloc_flags))
1692                                 goto try_this_zone;
1693
1694                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1695                                 /*
1696                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1697                                  * and before considering the first zone allowed
1698                                  * by the cpuset.
1699                                  */
1700                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1701                                 zlc_active = 1;
1702                                 did_zlc_setup = 1;
1703                         }
1704
1705                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1706                                 goto this_zone_full;
1707
1708                         /*
1709                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1710                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1711                          */
1712                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1713                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1714                                 continue;
1715
1716                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1717                         switch (ret) {
1718                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1719                                 /* did not scan */
1720                                 continue;
1721                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1722                                 /* scanned but unreclaimable */
1723                                 continue;
1724                         default:
1725                                 /* did we reclaim enough */
1726                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1727                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1728                                         goto this_zone_full;
1729                         }
1730                 }
1731
1732 try_this_zone:
1733                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1734                                                 gfp_mask, migratetype);
1735                 if (page)
1736                         break;
1737 this_zone_full:
1738                 if (NUMA_BUILD)
1739                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1740         }
1741
1742         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1743                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1744                 zlc_active = 0;
1745                 goto zonelist_scan;
1746         }
1747         return page;
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1752  * meminfo in irq context.
1753  */
1754 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1755 {
1756         bool ret = false;
1757
1758 #if NODES_SHIFT > 8
1759         ret = in_interrupt();
1760 #endif
1761         return ret;
1762 }
1763
1764 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1765                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1766                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1767
1768 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1769 {
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                 struct va_format vaf;
1789                 va_list args;
1790
1791                 va_start(args, fmt);
1792
1793                 vaf.fmt = fmt;
1794                 vaf.va = &args;
1795
1796                 pr_warn("%pV", &vaf);
1797
1798                 va_end(args);
1799         }
1800
1801         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
1802                 pr_info("The following is only an harmless informational message.\n");
1803                 pr_info("Unless you get a _continuous_flood_ of these messages it means\n");
1804                 pr_info("everything is working fine. Allocations from irqs cannot be\n");
1805                 pr_info("perfectly reliable and the kernel is designed to handle that.\n");
1806         }
1807         pr_info("%s: page allocation failure. order:%d, mode:0x%x\n",
1808                 current->comm, order, gfp_mask);
1809
1810         dump_stack();
1811         if (!should_suppress_show_mem())
1812                 show_mem(filter);
1813 }
1814
1815 static inline int
1816 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1817                                 unsigned long pages_reclaimed)
1818 {
1819         /* Do not loop if specifically requested */
1820         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1821                 return 0;
1822
1823         /*
1824          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1825          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1826          * implementations.
1827          */
1828         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1829                 return 1;
1830
1831         /*
1832          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1833          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1834          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1835          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1836          * allocation still fails, we stop retrying.
1837          */
1838         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1839                 return 1;
1840
1841         /*
1842          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1843          * explicitly requests that.
1844          */
1845         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1846                 return 1;
1847
1848         return 0;
1849 }
1850
1851 static inline struct page *
1852 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1853         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1854         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1855         int migratetype)
1856 {
1857         struct page *page;
1858
1859         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1860         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1861                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1862                 return NULL;
1863         }
1864
1865         /*
1866          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1867          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1868          * we're still under heavy pressure.
1869          */
1870         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1871                 order, zonelist, high_zoneidx,
1872                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1873                 preferred_zone, migratetype);
1874         if (page)
1875                 goto out;
1876
1877         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1878                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1879                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1880                         goto out;
1881                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1882                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1883                         goto out;
1884                 /*
1885                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1886                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1887                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1888                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1889                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1890                  */
1891                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1892                         goto out;
1893         }
1894         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1895         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1896
1897 out:
1898         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1899         return page;
1900 }
1901
1902 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1903 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1904 static struct page *
1905 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1906         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1907         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1908         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1909         bool sync_migration)
1910 {
1911         struct page *page;
1912
1913         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1914                 return NULL;
1915
1916         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1917         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1918                                                 nodemask, sync_migration);
1919         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1920         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1921
1922                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1923                 drain_pages(get_cpu());
1924                 put_cpu();
1925
1926                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1927                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1928                                 alloc_flags, preferred_zone,
1929                                 migratetype);
1930                 if (page) {
1931                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1932                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1933                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1934                         return page;
1935                 }
1936
1937                 /*
1938                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1939                  * The most likely reason is that pages exist,
1940                  * but not enough to satisfy watermarks.
1941                  */
1942                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1943                 defer_compaction(preferred_zone);
1944
1945                 cond_resched();
1946         }
1947
1948         return NULL;
1949 }
1950 #else
1951 static inline struct page *
1952 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1953         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1954         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1955         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1956         bool sync_migration)
1957 {
1958         return NULL;
1959 }
1960 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1961
1962 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1963 static inline struct page *
1964 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1965         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1966         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1967         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1968 {
1969         struct page *page = NULL;
1970         struct reclaim_state reclaim_state;
1971         bool drained = false;
1972
1973         cond_resched();
1974
1975         /* We now go into synchronous reclaim */
1976         cpuset_memory_pressure_bump();
1977         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1978         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1979         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1980         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1981
1982         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1983
1984         current->reclaim_state = NULL;
1985         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1986         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1987
1988         cond_resched();
1989
1990         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1991                 return NULL;
1992
1993         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1994         if (NUMA_BUILD)
1995                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1996
1997 retry:
1998         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1999                                         zonelist, high_zoneidx,
2000                                         alloc_flags, preferred_zone,
2001                                         migratetype);
2002
2003         /*
2004          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2005          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2006          */
2007         if (!page && !drained) {
2008                 drain_all_pages();
2009                 drained = true;
2010                 goto retry;
2011         }
2012
2013         return page;
2014 }
2015
2016 /*
2017  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2018  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2019  */
2020 static inline struct page *
2021 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2022         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2023         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2024         int migratetype)
2025 {
2026         struct page *page;
2027
2028         do {
2029                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2030                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2031                         preferred_zone, migratetype);
2032
2033                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2034                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2035         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2036
2037         return page;
2038 }
2039
2040 static inline
2041 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2042                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2043                                                 enum zone_type classzone_idx)
2044 {
2045         struct zoneref *z;
2046         struct zone *zone;
2047
2048         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2049                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2050 }
2051
2052 static inline int
2053 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2054 {
2055         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2056         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2057
2058         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2059         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2060
2061         /*
2062          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2063          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2064          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2065          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2066          */
2067         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2068
2069         if (!wait) {
2070                 /*
2071                  * Not worth trying to allocate harder for
2072                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2073                  */
2074                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2075                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2076                 /*
2077                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2078                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2079                  */
2080                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2081         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2082                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2083
2084         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2085                 if (!in_interrupt() &&
2086                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2087                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2088                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2089         }
2090
2091         return alloc_flags;
2092 }
2093
2094 static inline struct page *
2095 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2096         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2097         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2098         int migratetype)
2099 {
2100         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2101         struct page *page = NULL;
2102         int alloc_flags;
2103         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2104         unsigned long did_some_progress;
2105         bool sync_migration = false;
2106
2107         /*
2108          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2109          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2110          * be using allocators in order of preference for an area that is
2111          * too large.
2112          */
2113         if (order >= MAX_ORDER) {
2114                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2115                 return NULL;
2116         }
2117
2118         /*
2119          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2120          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2121          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2122          * using a larger set of nodes after it has established that the
2123          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2124          * over allocated.
2125          */
2126         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2127                 goto nopage;
2128
2129 restart:
2130         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2131                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2132                                                 zone_idx(preferred_zone));
2133
2134         /*
2135          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2136          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2137          * to how we want to proceed.
2138          */
2139         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2140
2141         /*
2142          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2143          * cpusets.
2144          */
2145         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2146                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2147                                         &preferred_zone);
2148
2149 rebalance:
2150         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2151         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2152                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2153                         preferred_zone, migratetype);
2154         if (page)
2155                 goto got_pg;
2156
2157         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2158         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2159                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2160                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2161                                 preferred_zone, migratetype);
2162                 if (page)
2163                         goto got_pg;
2164         }
2165
2166         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2167         if (!wait)
2168                 goto nopage;
2169
2170         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2171         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2172                 goto nopage;
2173
2174         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2175         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2176                 goto nopage;
2177
2178         /*
2179          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2180          * attempts after direct reclaim are synchronous
2181          */
2182         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2183                                         zonelist, high_zoneidx,
2184                                         nodemask,
2185                                         alloc_flags, preferred_zone,
2186                                         migratetype, &did_some_progress,
2187                                         sync_migration);
2188         if (page)
2189                 goto got_pg;
2190         sync_migration = true;
2191
2192         /* Try direct reclaim and then allocating */
2193         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2194                                         zonelist, high_zoneidx,
2195                                         nodemask,
2196                                         alloc_flags, preferred_zone,
2197                                         migratetype, &did_some_progress);
2198         if (page)
2199                 goto got_pg;
2200
2201         /*
2202          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2203          * running out of options and have to consider going OOM
2204          */
2205         if (!did_some_progress) {
2206                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2207                         if (oom_killer_disabled)
2208                                 goto nopage;
2209                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2210                                         zonelist, high_zoneidx,
2211                                         nodemask, preferred_zone,
2212                                         migratetype);
2213                         if (page)
2214                                 goto got_pg;
2215
2216                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2217                                 /*
2218                                  * The oom killer is not called for high-order
2219                                  * allocations that may fail, so if no progress
2220                                  * is being made, there are no other options and
2221                                  * retrying is unlikely to help.
2222                                  */
2223                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2224                                         goto nopage;
2225                                 /*
2226                                  * The oom killer is not called for lowmem
2227                                  * allocations to prevent needlessly killing
2228                                  * innocent tasks.
2229                                  */
2230                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2231                                         goto nopage;
2232                         }
2233
2234                         goto restart;
2235                 }
2236         }
2237
2238         /* Check if we should retry the allocation */
2239         pages_reclaimed += did_some_progress;
2240         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2241                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2242                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2243                 goto rebalance;
2244         } else {
2245                 /*
2246                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2247                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2248                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2249                  */
2250                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2251                                         zonelist, high_zoneidx,
2252                                         nodemask,
2253                                         alloc_flags, preferred_zone,
2254                                         migratetype, &did_some_progress,
2255                                         sync_migration);
2256                 if (page)
2257                         goto got_pg;
2258         }
2259
2260 nopage:
2261         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2262         return page;
2263 got_pg:
2264         if (kmemcheck_enabled)
2265                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2266         return page;
2267
2268 }
2269
2270 /*
2271  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2272  */
2273 struct page *
2274 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2275                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2276 {
2277         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2278         struct zone *preferred_zone;
2279         struct page *page;
2280         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2281
2282         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2283
2284         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2285
2286         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2287
2288         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2289                 return NULL;
2290
2291         /*
2292          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2293          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2294          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2295          */
2296         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2297                 return NULL;
2298
2299         get_mems_allowed();
2300         /* The preferred zone is used for statistics later */
2301         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2302                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2303                                 &preferred_zone);
2304         if (!preferred_zone) {
2305                 put_mems_allowed();
2306                 return NULL;
2307         }
2308
2309         /* First allocation attempt */
2310         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2311                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2312                         preferred_zone, migratetype);
2313         if (unlikely(!page))
2314                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2315                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2316                                 preferred_zone, migratetype);
2317         put_mems_allowed();
2318
2319         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2320         return page;
2321 }
2322 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2323
2324 /*
2325  * Common helper functions.
2326  */
2327 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2328 {
2329         struct page *page;
2330
2331         /*
2332          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2333          * a highmem page
2334          */
2335         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2336
2337         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2338         if (!page)
2339                 return 0;
2340         return (unsigned long) page_address(page);
2341 }
2342 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2343
2344 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2345 {
2346         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2347 }
2348 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2349
2350 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2351 {
2352         int i = pagevec_count(pvec);
2353
2354         while (--i >= 0) {
2355                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2356                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2357         }
2358 }
2359
2360 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2361 {
2362         if (put_page_testzero(page)) {
2363                 if (order == 0)
2364                         free_hot_cold_page(page, 0);
2365                 else
2366                         __free_pages_ok(page, order);
2367         }
2368 }
2369
2370 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2371
2372 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2373 {
2374         if (addr != 0) {
2375                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2376                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2377         }
2378 }
2379
2380 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2381
2382 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2383 {
2384         if (addr) {
2385                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2386                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2387
2388                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2389                 while (used < alloc_end) {
2390                         free_page(used);
2391                         used += PAGE_SIZE;
2392                 }
2393         }
2394         return (void *)addr;
2395 }
2396
2397 /**
2398  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2399  * @size: the number of bytes to allocate
2400  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2401  *
2402  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2403  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2404  * allocate memory in power-of-two pages.
2405  *
2406  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2407  *
2408  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2409  */
2410 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2411 {
2412         unsigned int order = get_order(size);
2413         unsigned long addr;
2414
2415         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2416         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2419
2420 /**
2421  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2422  *                         pages on a node.
2423  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2424  * @size: the number of bytes to allocate
2425  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2426  *
2427  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2428  * back.
2429  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2430  * but is not exact.
2431  */
2432 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2433 {
2434         unsigned order = get_order(size);
2435         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2436         if (!p)
2437                 return NULL;
2438         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2441
2442 /**
2443  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2444  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2445  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2446  *
2447  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2448  */
2449 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2450 {
2451         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2452         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2453
2454         while (addr < end) {
2455                 free_page(addr);
2456                 addr += PAGE_SIZE;
2457         }
2458 }
2459 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2460
2461 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2462 {
2463         struct zoneref *z;
2464         struct zone *zone;
2465
2466         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2467         unsigned int sum = 0;
2468
2469         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2470
2471         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2472                 unsigned long size = zone->present_pages;
2473                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2474                 if (size > high)
2475                         sum += size - high;
2476         }
2477
2478         return sum;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2483  */
2484 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2485 {
2486         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2487 }
2488 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2489
2490 /*
2491  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2492  */
2493 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2494 {
2495         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2496 }
2497
2498 static inline void show_node(struct zone *zone)
2499 {
2500         if (NUMA_BUILD)
2501                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2502 }
2503
2504 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2505 {
2506         val->totalram = totalram_pages;
2507         val->sharedram = 0;
2508         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2509         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2510         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2511         val->freehigh = nr_free_highpages();
2512         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2513 }
2514
2515 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2516
2517 #ifdef CONFIG_NUMA
2518 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2519 {
2520         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2521
2522         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2523         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2524 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2525         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2526         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2527                         NR_FREE_PAGES);
2528 #else
2529         val->totalhigh = 0;
2530         val->freehigh = 0;
2531 #endif
2532         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2533 }
2534 #endif
2535
2536 /*
2537  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2538  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2539  */
2540 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2541 {
2542         bool ret = false;
2543
2544         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2545                 goto out;
2546
2547         get_mems_allowed();
2548         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2549         put_mems_allowed();
2550 out:
2551         return ret;
2552 }
2553
2554 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2555
2556 /*
2557  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2558  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2559  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2560  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2561  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2562  */
2563 void show_free_areas(unsigned int filter)
2564 {
2565         int cpu;
2566         struct zone *zone;
2567
2568         for_each_populated_zone(zone) {
2569                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2570                         continue;
2571                 show_node(zone);
2572                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2573
2574                 for_each_online_cpu(cpu) {
2575                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2576
2577                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2578
2579                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2580                                cpu, pageset->pcp.high,
2581                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2582                 }
2583         }
2584
2585         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2586                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2587                 " unevictable:%lu"
2588                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2589                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2590                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2591                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2592                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2593                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2594                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2595                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2596                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2597                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2598                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2599                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2600                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2601                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2602                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2603                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2604                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2605                 global_page_state(NR_SHMEM),
2606                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2607                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2608
2609         for_each_populated_zone(zone) {
2610                 int i;
2611
2612                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2613                         continue;
2614                 show_node(zone);
2615                 printk("%s"
2616                         " free:%lukB"
2617                         " min:%lukB"
2618                         " low:%lukB"
2619                         " high:%lukB"
2620                         " active_anon:%lukB"
2621                         " inactive_anon:%lukB"
2622                         " active_file:%lukB"
2623                         " inactive_file:%lukB"
2624                         " unevictable:%lukB"
2625                         " isolated(anon):%lukB"
2626                         " isolated(file):%lukB"
2627                         " present:%lukB"
2628                         " mlocked:%lukB"
2629                         " dirty:%lukB"
2630                         " writeback:%lukB"
2631                         " mapped:%lukB"
2632                         " shmem:%lukB"
2633                         " slab_reclaimable:%lukB"
2634                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2635                         " kernel_stack:%lukB"
2636                         " pagetables:%lukB"
2637                         " unstable:%lukB"
2638                         " bounce:%lukB"
2639                         " writeback_tmp:%lukB"
2640                         " pages_scanned:%lu"
2641                         " all_unreclaimable? %s"
2642                         "\n",
2643                         zone->name,
2644                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2645                         K(min_wmark_pages(zone)),
2646                         K(low_wmark_pages(zone)),
2647                         K(high_wmark_pages(zone)),
2648                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2649                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2650                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2651                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2652                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2653                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2654                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2655                         K(zone->present_pages),
2656                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2657                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2658                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2659                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2660                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2661                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2662                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2663                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2664                                 THREAD_SIZE / 1024,
2665                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2666                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2667                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2668                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2669                         zone->pages_scanned,
2670                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2671                         );
2672                 printk("lowmem_reserve[]:");
2673                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2674                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2675                 printk("\n");
2676         }
2677
2678         for_each_populated_zone(zone) {
2679                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2680
2681                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2682                         continue;
2683                 show_node(zone);
2684                 printk("%s: ", zone->name);
2685
2686                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2687                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2688                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2689                         total += nr[order] << order;
2690                 }
2691                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2692                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2693                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2694                 printk("= %lukB\n", K(total));
2695         }
2696
2697         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2698
2699         show_swap_cache_info();
2700 }
2701
2702 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2703 {
2704         zoneref->zone = zone;
2705         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Builds allocation fallback zone lists.
2710  *
2711  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2712  */
2713 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2714                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2715 {
2716         struct zone *zone;
2717
2718         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2719         zone_type++;
2720
2721         do {
2722                 zone_type--;
2723                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2724                 if (populated_zone(zone)) {
2725                         zoneref_set_zone(zone,
2726                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2727                         check_highest_zone(zone_type);
2728                 }
2729
2730         } while (zone_type);
2731         return nr_zones;
2732 }
2733
2734
2735 /*
2736  *  zonelist_order:
2737  *  0 = automatic detection of better ordering.
2738  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2739  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2740  *
2741  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2742  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2743  */
2744 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2745 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2746 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2747
2748 /* zonelist order in the kernel.
2749  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2750  */
2751 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2752 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2753
2754
2755 #ifdef CONFIG_NUMA
2756 /* The value user specified ....changed by config */
2757 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2758 /* string for sysctl */
2759 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2760 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2761
2762 /*
2763  * interface for configure zonelist ordering.
2764  * command line option "numa_zonelist_order"
2765  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2766  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2767  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2768  */
2769
2770 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2771 {
2772         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2773                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2774         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2775                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2776         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2777                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2778         } else {
2779                 printk(KERN_WARNING
2780                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2781                         "%s\n", s);
2782                 return -EINVAL;
2783         }
2784         return 0;
2785 }
2786
2787 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2788 {
2789         int ret;
2790
2791         if (!s)
2792                 return 0;
2793
2794         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2795         if (ret == 0)
2796                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2797
2798         return ret;
2799 }
2800 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2801
2802 /*
2803  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2804  */
2805 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2806                 void __user *buffer, size_t *length,
2807                 loff_t *ppos)
2808 {
2809         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2810         int ret;
2811         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2812
2813         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2814         if (write)
2815                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2816         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2817         if (ret)
2818                 goto out;
2819         if (write) {
2820                 int oldval = user_zonelist_order;
2821                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2822                         /*
2823                          * bogus value.  restore saved string
2824                          */
2825                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2826                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2827                         user_zonelist_order = oldval;
2828                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2829                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2830                         build_all_zonelists(NULL);
2831                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2832                 }
2833         }
2834 out:
2835         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2836         return ret;
2837 }
2838
2839
2840 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2841 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2842
2843 /**
2844  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2845  * @node: node whose fallback list we're appending
2846  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2847  *
2848  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2849  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2850  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2851  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2852  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2853  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2854  * on them otherwise.
2855  * It returns -1 if no node is found.
2856  */
2857 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2858 {
2859         int n, val;
2860         int min_val = INT_MAX;
2861         int best_node = -1;
2862         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2863
2864         /* Use the local node if we haven't already */
2865         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2866                 node_set(node, *used_node_mask);
2867                 return node;
2868         }
2869
2870         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2871
2872                 /* Don't want a node to appear more than once */
2873                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2874                         continue;
2875
2876                 /* Use the distance array to find the distance */
2877                 val = node_distance(node, n);
2878
2879                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2880                 val += (n < node);
2881
2882                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2883                 tmp = cpumask_of_node(n);
2884                 if (!cpumask_empty(tmp))
2885                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2886
2887                 /* Slight preference for less loaded node */
2888                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2889                 val += node_load[n];
2890
2891                 if (val < min_val) {
2892                         min_val = val;
2893                         best_node = n;
2894                 }
2895         }
2896
2897         if (best_node >= 0)
2898                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2899
2900         return best_node;
2901 }
2902
2903
2904 /*
2905  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2906  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2907  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2908  */
2909 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2910 {
2911         int j;
2912         struct zonelist *zonelist;
2913
2914         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2915         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2916                 ;
2917         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2918                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2919         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2920         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Build gfp_thisnode zonelists
2925  */
2926 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2927 {
2928         int j;
2929         struct zonelist *zonelist;
2930
2931         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2932         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2933         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2934         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2935 }
2936
2937 /*
2938  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2939  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2940  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2941  * may still exist in local DMA zone.
2942  */
2943 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2944
2945 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2946 {
2947         int pos, j, node;
2948         int zone_type;          /* needs to be signed */
2949         struct zone *z;
2950         struct zonelist *zonelist;
2951
2952         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2953         pos = 0;
2954         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2955                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2956                         node = node_order[j];
2957                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2958                         if (populated_zone(z)) {
2959                                 zoneref_set_zone(z,
2960                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2961                                 check_highest_zone(zone_type);
2962                         }
2963                 }
2964         }
2965         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2966         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2967 }
2968
2969 static int default_zonelist_order(void)
2970 {
2971         int nid, zone_type;
2972         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2973         struct zone *z;
2974         int average_size;
2975         /*
2976          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2977          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2978          * into OOM very easily.
2979          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2980          */
2981         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2982         low_kmem_size = 0;
2983         total_size = 0;
2984         for_each_online_node(nid) {
2985                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2986                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2987                         if (populated_zone(z)) {
2988                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2989                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2990                                 total_size += z->present_pages;
2991                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2992                                 /*
2993                                  * If any node has only lowmem, then node order
2994                                  * is preferred to allow kernel allocations
2995                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
2996                                  * on other nodes when there is an abundance of
2997                                  * lowmem available to allocate from.
2998                                  */
2999                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3000                         }
3001                 }
3002         }
3003         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3004             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3005                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3006         /*
3007          * look into each node's config.
3008          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3009          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3010          */
3011         average_size = total_size /
3012                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3013         for_each_online_node(nid) {
3014                 low_kmem_size = 0;
3015                 total_size = 0;
3016                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3017                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3018                         if (populated_zone(z)) {
3019                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3020                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3021                                 total_size += z->present_pages;
3022                         }
3023                 }
3024                 if (low_kmem_size &&
3025                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3026                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3027                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3028         }
3029         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3030 }
3031
3032 static void set_zonelist_order(void)
3033 {
3034         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3035                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3036         else
3037                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3038 }
3039
3040 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3041 {
3042         int j, node, load;
3043         enum zone_type i;
3044         nodemask_t used_mask;
3045         int local_node, prev_node;
3046         struct zonelist *zonelist;
3047         int order = current_zonelist_order;
3048
3049         /* initialize zonelists */
3050         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3051                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3052                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3053                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3054         }
3055
3056         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3057         local_node = pgdat->node_id;
3058         load = nr_online_nodes;
3059         prev_node = local_node;
3060         nodes_clear(used_mask);
3061
3062         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3063         j = 0;
3064
3065         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3066                 int distance = node_distance(local_node, node);
3067
3068                 /*
3069                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3070                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3071                  */
3072                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3073                         zone_reclaim_mode = 1;
3074
3075                 /*
3076                  * We don't want to pressure a particular node.
3077                  * So adding penalty to the first node in same
3078                  * distance group to make it round-robin.
3079                  */
3080                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3081                         node_load[node] = load;
3082
3083                 prev_node = node;
3084                 load--;
3085                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3086                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3087                 else
3088                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3089         }
3090
3091         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3092                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3093                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3094         }
3095
3096         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3097 }
3098
3099 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3100 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3101 {
3102         struct zonelist *zonelist;
3103         struct zonelist_cache *zlc;
3104         struct zoneref *z;
3105
3106         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3107         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3108         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3109         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3110                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3111 }
3112
3113 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3114 /*
3115  * Return node id of node used for "local" allocations.
3116  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3117  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3118  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3119  */
3120 int local_memory_node(int node)
3121 {
3122         struct zone *zone;
3123
3124         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3125                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3126                                    NULL,
3127                                    &zone);
3128         return zone->node;
3129 }
3130 #endif
3131
3132 #else   /* CONFIG_NUMA */
3133
3134 static void set_zonelist_order(void)
3135 {
3136         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3137 }
3138
3139 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3140 {
3141         int node, local_node;
3142         enum zone_type j;
3143         struct zonelist *zonelist;
3144
3145         local_node = pgdat->node_id;
3146
3147         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3148         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3149
3150         /*
3151          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3152          * of all the other nodes.
3153          * We don't want to pressure a particular node, so when
3154          * building the zones for node N, we make sure that the
3155          * zones coming right after the local ones are those from
3156          * node N+1 (modulo N)
3157          */
3158         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3159                 if (!node_online(node))
3160                         continue;
3161                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3162                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3163         }
3164         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3165                 if (!node_online(node))
3166                         continue;
3167                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3168                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3169         }
3170
3171         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3172         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3173 }
3174
3175 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3176 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3177 {
3178         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3179 }
3180
3181 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3182
3183 /*
3184  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3185  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3186  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3187  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3188  * with interrupts disabled.
3189  *
3190  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3191  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3192  * hotplugged processors.
3193  *
3194  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3195  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3196  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3197  */
3198 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3199 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3200 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3201
3202 /*
3203  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3204  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3205  */
3206 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3207
3208 /* return values int ....just for stop_machine() */
3209 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3210 {
3211         int nid;
3212         int cpu;
3213
3214 #ifdef CONFIG_NUMA
3215         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3216 #endif
3217         for_each_online_node(nid) {
3218                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3219
3220                 build_zonelists(pgdat);
3221                 build_zonelist_cache(pgdat);
3222         }
3223
3224         /*
3225          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3226          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3227          * each zone will be allocated later when the per cpu
3228          * allocator is available.
3229          *
3230          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3231          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3232          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3233          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3234          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3235          * (a chicken-egg dilemma).
3236          */
3237         for_each_possible_cpu(cpu) {
3238                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3239
3240 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3241                 /*
3242                  * We now know the "local memory node" for each node--
3243                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3244                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3245                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3246                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3247                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3248                  */
3249                 if (cpu_online(cpu))
3250                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3251 #endif
3252         }
3253
3254         return 0;
3255 }
3256
3257 /*
3258  * Called with zonelists_mutex held always
3259  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3260  */
3261 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3262 {
3263         set_zonelist_order();
3264
3265         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3266                 __build_all_zonelists(NULL);
3267                 mminit_verify_zonelist();
3268                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3269         } else {
3270                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3271                    of zonelist */
3272 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3273                 if (data)
3274                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3275 #endif
3276                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3277                 /* cpuset refresh routine should be here */
3278         }
3279         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3280         /*
3281          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3282          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3283          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3284          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3285          * disabled and enable it later
3286          */
3287         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3288                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3289         else
3290                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3291
3292         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3293                 "Total pages: %ld\n",
3294                         nr_online_nodes,
3295                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3296                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3297                         vm_total_pages);
3298 #ifdef CONFIG_NUMA
3299         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3300 #endif
3301 }
3302
3303 /*
3304  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3305  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3306  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3307  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3308  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3309  * conservative, even though it seems large.
3310  *
3311  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3312  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3313  */
3314 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3315
3316 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3317 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3318 {
3319         unsigned long size = 1;
3320
3321         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3322
3323         while (size < pages)
3324                 size <<= 1;
3325
3326         /*
3327          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3328          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3329          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3330          */
3331         size = min(size, 4096UL);
3332
3333         return max(size, 4UL);
3334 }
3335 #else
3336 /*
3337  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3338  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3339  *
3340  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3341  *
3342  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3343  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3344  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3345  *
3346  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3347  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3348  *
3349  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3350  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3351  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3352  */
3353 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3354 {
3355         return 4096UL;
3356 }
3357 #endif
3358
3359 /*
3360  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3361  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3362  * hash function before the remainder is taken.
3363  */
3364 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3365 {
3366         return ffz(~size);
3367 }
3368
3369 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3370
3371 /*
3372  * Check if a pageblock contains reserved pages
3373  */
3374 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3375 {
3376         unsigned long pfn;
3377
3378         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3379                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3380                         return 1;
3381         }
3382         return 0;
3383 }
3384
3385 /*
3386  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3387  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3388  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3389  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3390  * blocks as reclaim kicks in
3391  */
3392 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3393 {
3394         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3395         struct page *page;
3396         unsigned long block_migratetype;
3397         int reserve;
3398
3399         /*
3400          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3401          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3402          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3403          * the block.
3404          */
3405         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3406         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3407         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3408         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3409                                                         pageblock_order;
3410
3411         /*
3412          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3413          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3414          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3415          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3416          * future allocation of hugepages at runtime.
3417          */
3418         reserve = min(2, reserve);
3419
3420         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3421                 if (!pfn_valid(pfn))
3422                         continue;
3423                 page = pfn_to_page(pfn);
3424
3425                 /* Watch out for overlapping nodes */
3426                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3427                         continue;
3428
3429                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3430                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3431                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3432                         continue;
3433
3434                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3435
3436                 /* If this block is reserved, account for it */
3437                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3438                         reserve--;
3439                         continue;
3440                 }
3441
3442                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3443                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3444                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3445                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3446                         reserve--;
3447                         continue;
3448                 }
3449
3450                 /*
3451                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3452                  * take it back
3453                  */
3454                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3455                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3456                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3457                 }
3458         }
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3463  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3464  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3465  */
3466 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3467                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3468 {
3469         struct page *page;
3470         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3471         unsigned long pfn;
3472         struct zone *z;
3473
3474         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3475                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3476
3477         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3478         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3479                 /*
3480                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3481                  * handed to this function.  They do not
3482                  * exist on hotplugged memory.
3483                  */
3484                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3485                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3486                                 continue;
3487                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3488                                 continue;
3489                 }
3490                 page = pfn_to_page(pfn);
3491                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3492                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3493                 init_page_count(page);
3494                 reset_page_mapcount(page);
3495                 SetPageReserved(page);
3496                 /*
3497                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3498                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3499                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3500                  * the address space during boot when many long-lived
3501                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3502                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3503                  * setup_zone_migrate_reserve()
3504                  *
3505                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3506                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3507                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3508                  * pfn out of zone.
3509                  */
3510                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3511                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3512                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3513                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3514
3515                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3516 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3517                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3518                 if (!is_highmem_idx(zone))
3519                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3520 #endif
3521         }
3522 }
3523
3524 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3525 {
3526         int order, t;
3527         for_each_migratetype_order(order, t) {
3528                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3529                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3530         }
3531 }
3532
3533 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3534 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3535         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3536 #endif
3537
3538 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3539 {
3540 #ifdef CONFIG_MMU
3541         int batch;
3542
3543         /*
3544          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3545          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3546          *
3547          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3548          */
3549         batch = zone->present_pages / 1024;
3550         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3551                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3552         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3553         if (batch < 1)
3554                 batch = 1;
3555
3556         /*
3557          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3558          * of 2 value was found to be more likely to have
3559          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3560          *
3561          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3562          * batches of pages, one task can end up with a lot
3563          * of pages of one half of the possible page colors
3564          * and the other with pages of the other colors.
3565          */
3566         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3567
3568         return batch;
3569
3570 #else
3571         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3572          * conditions.
3573          *
3574          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3575          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3576          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3577          *
3578          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3579          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3580          * can be a significant delay between the individual batches being
3581          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3582          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3583          */
3584         return 0;
3585 #endif
3586 }
3587
3588 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3589 {
3590         struct per_cpu_pages *pcp;
3591         int migratetype;
3592
3593         memset(p, 0, sizeof(*p));
3594
3595         pcp = &p->pcp;
3596         pcp->count = 0;
3597         pcp->high = 6 * batch;
3598         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3599         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3600                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3601 }
3602
3603 /*
3604  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3605  * to the value high for the pageset p.
3606  */
3607
3608 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3609                                 unsigned long high)
3610 {
3611         struct per_cpu_pages *pcp;
3612
3613         pcp = &p->pcp;
3614         pcp->high = high;
3615         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3616         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3617                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3618 }
3619
3620 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3621 {
3622         int cpu;
3623
3624         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3625
3626         for_each_possible_cpu(cpu) {
3627                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3628
3629                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3630
3631                 if (percpu_pagelist_fraction)
3632                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3633                                 (zone->present_pages /
3634                                         percpu_pagelist_fraction));
3635         }
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3640  * Before this call only boot pagesets were available.
3641  */
3642 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3643 {
3644         struct zone *zone;
3645
3646         for_each_populated_zone(zone)
3647                 setup_zone_pageset(zone);
3648 }
3649
3650 static noinline __init_refok
3651 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3652 {
3653         int i;
3654         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3655         size_t alloc_size;
3656
3657         /*
3658          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3659          * per zone.
3660          */
3661         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3662                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3663         zone->wait_table_bits =
3664                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3665         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3666                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3667
3668         if (!slab_is_available()) {
3669                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3670                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3671         } else {
3672                 /*
3673                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3674                  * via memory hot-add.
3675                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3676                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3677                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3678                  * node itself as well.
3679                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3680                  * necessary.
3681                  */
3682                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3683         }
3684         if (!zone->wait_table)
3685                 return -ENOMEM;
3686
3687         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3688                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3689
3690         return 0;
3691 }
3692
3693 static int __zone_pcp_update(void *data)
3694 {
3695         struct zone *zone = data;
3696         int cpu;
3697         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3698
3699         for_each_possible_cpu(cpu) {
3700                 struct per_cpu_pageset *pset;
3701                 struct per_cpu_pages *pcp;
3702
3703                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3704                 pcp = &pset->pcp;
3705
3706                 local_irq_save(flags);
3707                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3708                 setup_pageset(pset, batch);
3709                 local_irq_restore(flags);
3710         }
3711         return 0;
3712 }
3713
3714 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3715 {
3716         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3717 }
3718
3719 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3720 {
3721         /*
3722          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3723          * relies on the ability of the linker to provide the
3724          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3725          */
3726         zone->pageset = &boot_pageset;
3727
3728         if (zone->present_pages)
3729                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3730                         zone->name, zone->present_pages,
3731                                          zone_batchsize(zone));
3732 }
3733
3734 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3735                                         unsigned long zone_start_pfn,
3736                                         unsigned long size,
3737                                         enum memmap_context context)
3738 {
3739         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3740         int ret;
3741         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3742         if (ret)
3743                 return ret;
3744         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3745
3746         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3747
3748         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3749                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3750                         pgdat->node_id,
3751                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3752                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3753
3754         zone_init_free_lists(zone);
3755
3756         return 0;
3757 }
3758
3759 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3760 /*
3761  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3762  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3763  */
3764 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3765 {
3766         int i;
3767
3768         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3769                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3770                         return i;
3771
3772         return -1;
3773 }
3774
3775 /*
3776  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3777  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3778  */
3779 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3780 {
3781         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3782                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3783                         return index;
3784
3785         return -1;
3786 }
3787
3788 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3789 /*
3790  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3791  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3792  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3793  * alternative
3794  */
3795 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3796 {
3797         int i;
3798
3799         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3800                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3801                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3802
3803                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3804                         return early_node_map[i].nid;
3805         }
3806         /* This is a memory hole */
3807         return -1;
3808 }
3809 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3810
3811 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3812 {
3813         int nid;
3814
3815         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3816         if (nid >= 0)
3817                 return nid;
3818         /* just returns 0 */
3819         return 0;
3820 }
3821
3822 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3823 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3824 {
3825         int nid;
3826
3827         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3828         if (nid >= 0 && nid != node)
3829                 return false;
3830         return true;
3831 }
3832 #endif
3833
3834 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3835 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3836         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3837                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3838
3839 /**
3840  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3841  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3842  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3843  *
3844  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3845  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3846  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3847  */
3848 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3849                                                 unsigned long max_low_pfn)
3850 {
3851         int i;
3852
3853         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3854                 unsigned long size_pages = 0;
3855                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3856
3857                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3858                         continue;
3859
3860                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3861                         end_pfn = max_low_pfn;
3862
3863                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3864                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3865                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3866                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3867         }
3868 }
3869
3870 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3871 /*
3872  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3873  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3874  */
3875 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3876 {
3877         int i;
3878
3879         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3880                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3881                         return i;
3882
3883         return -1;
3884 }
3885
3886 /*
3887  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3888  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3889  */
3890 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3891 {
3892         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3893                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3894                         return index;
3895
3896         return -1;
3897 }
3898
3899 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3900         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3901                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3902
3903 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3904                                         u64 goal, u64 limit)
3905 {
3906         int i;
3907
3908         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3909         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3910                 u64 addr;
3911                 u64 ei_start, ei_last;
3912                 u64 final_start, final_end;
3913
3914                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3915                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3916                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3917                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3918
3919                 final_start = max(ei_start, goal);
3920                 final_end = min(ei_last, limit);
3921
3922                 if (final_start >= final_end)
3923                         continue;
3924
3925                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3926
3927                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3928                         continue;
3929
3930                 return addr;
3931         }
3932
3933         return MEMBLOCK_ERROR;
3934 }
3935 #endif
3936
3937 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3938                                    int nr_range, int nid)
3939 {
3940         int i;
3941         u64 start, end;
3942
3943         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3944         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3945                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3946                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3947                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3948         }
3949         return nr_range;
3950 }
3951
3952 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3953 {
3954         int i;
3955         int ret;
3956
3957         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3958                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3959                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3960                 if (ret)
3961                         break;
3962         }
3963 }
3964 /**
3965  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3966  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3967  *
3968  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3969  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3970  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3971  */
3972 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3973 {
3974         int i;
3975
3976         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3977                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3978                                 early_node_map[i].start_pfn,
3979                                 early_node_map[i].end_pfn);
3980 }
3981
3982 /**
3983  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3984  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3985  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3986  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3987  *
3988  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3989  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3990  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3991  * PFNs will be 0.
3992  */
3993 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3994                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3995 {
3996         int i;
3997         *start_pfn = -1UL;
3998         *end_pfn = 0;
3999
4000         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4001                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4002                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4003         }
4004
4005         if (*start_pfn == -1UL)
4006                 *start_pfn = 0;
4007 }
4008
4009 /*
4010  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4011  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4012  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4013  */
4014 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4015 {
4016         int zone_index;
4017         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4018                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4019                         continue;
4020
4021                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4022                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4023                         break;
4024         }
4025
4026         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4027         movable_zone = zone_index;
4028 }
4029
4030 /*
4031  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4032  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4033  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4034  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4035  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4036  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4037  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4038  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4039  */
4040 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4041                                         unsigned long zone_type,
4042                                         unsigned long node_start_pfn,
4043                                         unsigned long node_end_pfn,
4044                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4045                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4046 {
4047         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4048         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4049                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4050                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4051                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4052                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4053                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4054
4055                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4056                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4057                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4058                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4059
4060                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4061                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4062                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4063         }
4064 }
4065
4066 /*
4067  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4068  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4069  */
4070 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4071                                         unsigned long zone_type,
4072                                         unsigned long *ignored)
4073 {
4074         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4075         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4076
4077         /* Get the start and end of the node and zone */
4078         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4079         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4080         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4081         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4082                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4083                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4084
4085         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4086         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4087                 return 0;
4088
4089         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4090         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4091         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4092
4093         /* Return the spanned pages */
4094         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4095 }
4096
4097 /*
4098  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4099  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4100  */
4101 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4102                                 unsigned long range_start_pfn,
4103                                 unsigned long range_end_pfn)
4104 {
4105         int i = 0;
4106         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4107         unsigned long start_pfn;
4108
4109         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4110         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4111         if (i == -1)
4112                 return 0;
4113
4114         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4115
4116         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4117         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4118                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4119
4120         /* Find all holes for the zone within the node */
4121         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4122
4123                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4124                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4125                         break;
4126
4127                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4128                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4129                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4130
4131                 /* Update the hole size cound and move on */
4132                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4133                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4134                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4135                 }
4136                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4137         }
4138
4139         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4140         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4141                 hole_pages += range_end_pfn -
4142                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4143
4144         return hole_pages;
4145 }
4146
4147 /**
4148  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4149  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4150  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4151  *
4152  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4153  */
4154 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4155                                                         unsigned long end_pfn)
4156 {
4157         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4158 }
4159
4160 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4161 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4162                                         unsigned long zone_type,
4163                                         unsigned long *ignored)
4164 {
4165         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4166         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4167
4168         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4169         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4170                                                         node_start_pfn);
4171         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4172                                                         node_end_pfn);
4173
4174         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4175                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4176                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4177         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4178 }
4179
4180 #else
4181 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4182                                         unsigned long zone_type,
4183                                         unsigned long *zones_size)
4184 {
4185         return zones_size[zone_type];
4186 }
4187
4188 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4189                                                 unsigned long zone_type,
4190                                                 unsigned long *zholes_size)
4191 {
4192         if (!zholes_size)
4193                 return 0;
4194
4195         return zholes_size[zone_type];
4196 }
4197
4198 #endif
4199
4200 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4201                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4202 {
4203         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4204         enum zone_type i;
4205
4206         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4207                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4208                                                                 zones_size);
4209         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4210
4211         realtotalpages = totalpages;
4212         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4213                 realtotalpages -=
4214                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4215                                                                 zholes_size);
4216         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4217         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4218                                                         realtotalpages);
4219 }
4220
4221 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4222 /*
4223  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4224  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4225  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4226  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4227  * bytes.
4228  */
4229 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4230 {
4231         unsigned long usemapsize;
4232
4233         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4234         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4235         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4236         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4237
4238         return usemapsize / 8;
4239 }
4240
4241 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4242                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4243 {
4244         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4245         zone->pageblock_flags = NULL;
4246         if (usemapsize)
4247                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4248                                                                    usemapsize);
4249 }
4250 #else
4251 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4252                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4253 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4254
4255 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4256
4257 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4258 static inline int pageblock_default_order(void)
4259 {
4260         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4261                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4262
4263         return MAX_ORDER-1;
4264 }
4265
4266 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4267 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4268 {
4269         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4270         if (pageblock_order)
4271                 return;
4272
4273         /*
4274          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4275          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4276          */
4277         pageblock_order = order;
4278 }
4279 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4280
4281 /*
4282  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4283  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4284  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4285  * pageblock_order based on the kernel config
4286  */
4287 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4288 {
4289         return MAX_ORDER-1;
4290 }
4291 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4292
4293 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4294
4295 /*
4296  * Set up the zone data structures:
4297  *   - mark all pages reserved
4298  *   - mark all memory queues empty
4299  *   - clear the memory bitmaps
4300  */
4301 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4302                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4303 {
4304         enum zone_type j;
4305         int nid = pgdat->node_id;
4306         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4307         int ret;
4308
4309         pgdat_resize_init(pgdat);
4310         pgdat->nr_zones = 0;
4311         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4312         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4313         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4314         
4315         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4316                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4317                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4318                 enum lru_list l;
4319
4320                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4321                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4322                                                                 zholes_size);
4323
4324                 /*
4325                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4326                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4327                  * and per-cpu initialisations
4328                  */
4329                 memmap_pages =
4330                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4331                 if (realsize >= memmap_pages) {
4332                         realsize -= memmap_pages;
4333                         if (memmap_pages)
4334                                 printk(KERN_DEBUG
4335                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4336                                        zone_names[j], memmap_pages);
4337                 } else
4338                         printk(KERN_WARNING
4339                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4340                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4341
4342                 /* Account for reserved pages */
4343                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4344                         realsize -= dma_reserve;
4345                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4346                                         zone_names[0], dma_reserve);
4347                 }
4348
4349                 if (!is_highmem_idx(j))
4350                         nr_kernel_pages += realsize;
4351                 nr_all_pages += realsize;
4352
4353                 zone->spanned_pages = size;
4354                 zone->present_pages = realsize;
4355 #ifdef CONFIG_NUMA
4356                 zone->node = nid;
4357                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4358                                                 / 100;
4359                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4360 #endif
4361                 zone->name = zone_names[j];
4362                 spin_lock_init(&zone->lock);
4363                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4364                 zone_seqlock_init(zone);
4365                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4366
4367                 zone_pcp_init(zone);
4368                 for_each_lru(l)
4369                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4370                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4371                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4372                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4373                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4374                 zap_zone_vm_stats(zone);
4375                 zone->flags = 0;
4376                 if (!size)
4377                         continue;
4378
4379                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4380                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4381                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4382                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4383                 BUG_ON(ret);
4384                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4385                 zone_start_pfn += size;
4386         }
4387 }
4388
4389 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4390 {
4391         /* Skip empty nodes */
4392         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4393                 return;
4394
4395 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4396         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4397         if (!pgdat->node_mem_map) {
4398                 unsigned long size, start, end;
4399                 struct page *map;
4400
4401                 /*
4402                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4403                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4404                  * for the buddy allocator to function correctly.
4405                  */
4406                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4407                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4408                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4409                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4410                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4411                 if (!map)
4412                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4413                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4414         }
4415 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4416         /*
4417          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4418          */
4419         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4420                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4421 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4422                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4423                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4424 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4425         }
4426 #endif
4427 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4428 }
4429
4430 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4431                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4432 {
4433         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4434
4435         pgdat->node_id = nid;
4436         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4437         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4438
4439         alloc_node_mem_map(pgdat);
4440 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4441         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4442                 nid, (unsigned long)pgdat,
4443                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4444 #endif
4445
4446         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4447 }
4448
4449 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4450
4451 #if MAX_NUMNODES > 1
4452 /*
4453  * Figure out the number of possible node ids.
4454  */
4455 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4456 {
4457         unsigned int node;
4458         unsigned int highest = 0;
4459
4460         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4461                 highest = node;
4462         nr_node_ids = highest + 1;
4463 }
4464 #else
4465 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4466 {
4467 }
4468 #endif
4469
4470 /**
4471  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4472  * @nid: The node ID the range resides on
4473  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4474  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4475  *
4476  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4477  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4478  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4479  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4480  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4481  */
4482 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4483                                                 unsigned long end_pfn)
4484 {
4485         int i;
4486
4487         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4488                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4489                         "%d entries of %d used\n",
4490                         nid, start_pfn, end_pfn,
4491                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4492
4493         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4494
4495         /* Merge with existing active regions if possible */
4496         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4497                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4498                         continue;
4499
4500                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4501                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4502                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4503                         return;
4504
4505                 /* Merge forward if suitable */
4506                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4507                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4508                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4509                         return;
4510                 }
4511
4512                 /* Merge backward if suitable */
4513                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4514                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4515                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4516                         return;
4517                 }
4518         }
4519
4520         /* Check that early_node_map is large enough */
4521         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4522                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4523                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4524                 return;
4525         }
4526
4527         early_node_map[i].nid = nid;
4528         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4529         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4530         nr_nodemap_entries = i + 1;
4531 }
4532
4533 /**
4534  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4535  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4536  * @start_pfn: The new PFN of the range
4537  * @end_pfn: The new PFN of the range
4538  *
4539  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4540  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4541  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4542  * range.
4543  */
4544 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4545                                 unsigned long end_pfn)
4546 {
4547         int i, j;
4548         int removed = 0;
4549
4550         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4551                           nid, start_pfn, end_pfn);
4552
4553         /* Find the old active region end and shrink */
4554         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4555                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4556                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4557                         /* clear it */
4558                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4559                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4560                         removed = 1;
4561                         continue;
4562                 }
4563                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4564                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4565                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4566                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4567                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4568                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4569                         continue;
4570                 }
4571                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4572                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4573                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4574                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4575                         continue;
4576                 }
4577         }
4578
4579         if (!removed)
4580                 return;
4581
4582         /* remove the blank ones */
4583         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4584                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4585                         continue;
4586                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4587                         continue;
4588                 /* we found it, get rid of it */
4589                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4590                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4591                                 sizeof(early_node_map[j]));
4592                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4593                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4594                 nr_nodemap_entries--;
4595         }
4596 }
4597
4598 /**
4599  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4600  *
4601  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4602  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4603  * all currently registered regions.
4604  */
4605 void __init remove_all_active_ranges(void)
4606 {
4607         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4608         nr_nodemap_entries = 0;
4609 }
4610
4611 /* Compare two active node_active_regions */
4612 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4613 {
4614         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4615         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4616
4617         /* Done this way to avoid overflows */
4618         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4619                 return 1;
4620         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4621                 return -1;
4622
4623         return 0;
4624 }
4625
4626 /* sort the node_map by start_pfn */
4627 void __init sort_node_map(void)
4628 {
4629         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4630                         sizeof(struct node_active_region),
4631                         cmp_node_active_region, NULL);
4632 }
4633
4634 /**
4635  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4636  *
4637  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4638  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4639  * all the nodes.
4640  *
4641  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4642  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4643  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4644  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4645  *
4646  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4647  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4648  * populated node map.
4649  *
4650  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4651  * requirement (single node).
4652  */
4653 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4654 {
4655         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4656         int last_nid = -1;
4657         int i;
4658
4659         for_each_active_range_index_in_nid(i, MAX_NUMNODES) {
4660                 int nid = early_node_map[i].nid;
4661                 unsigned long start = early_node_map[i].start_pfn;
4662                 unsigned long end = early_node_map[i].end_pfn;
4663                 unsigned long mask;
4664
4665                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4666                         last_nid = nid;
4667                         last_end = end;
4668                         continue;
4669                 }
4670
4671                 /*
4672                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4673                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4674                  * too coarse to separate the current node from the last.
4675                  */
4676                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4677                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4678                         mask <<= 1;
4679
4680                 /* accumulate all internode masks */
4681                 accl_mask |= mask;
4682         }
4683
4684         /* convert mask to number of pages */
4685         return ~accl_mask + 1;
4686 }
4687
4688 /* Find the lowest pfn for a node */
4689 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4690 {
4691         int i;
4692         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4693
4694         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4695         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4696                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4697
4698         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4699                 printk(KERN_WARNING
4700                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4701                 return 0;
4702         }
4703
4704         return min_pfn;
4705 }
4706
4707 /**
4708  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4709  *
4710  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4711  * add_active_range().
4712  */
4713 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4714 {
4715         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4716 }
4717
4718 /*
4719  * early_calculate_totalpages()
4720  * Sum pages in active regions for movable zone.
4721  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4722  */
4723 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4724 {
4725         int i;
4726         unsigned long totalpages = 0;
4727
4728         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4729                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4730                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4731                 totalpages += pages;
4732                 if (pages)
4733                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4734         }
4735         return totalpages;
4736 }
4737
4738 /*
4739  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4740  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4741  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4742  * others
4743  */
4744 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4745 {
4746         int i, nid;
4747         unsigned long usable_startpfn;
4748         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4749         /* save the state before borrow the nodemask */
4750         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4751         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4752         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4753
4754         /*
4755          * If movablecore was specified, calculate what size of
4756          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4757          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4758          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4759          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4760          * what movablecore would have allowed.
4761          */
4762         if (required_movablecore) {
4763                 unsigned long corepages;
4764
4765                 /*
4766                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4767                  * was requested by the user
4768                  */
4769                 required_movablecore =
4770                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4771                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4772
4773                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4774         }
4775
4776         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4777         if (!required_kernelcore)
4778                 goto out;
4779
4780         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4781         find_usable_zone_for_movable();
4782         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4783
4784 restart:
4785         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4786         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4787         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4788                 /*
4789                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4790                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4791                  * amount of memory for the kernel
4792                  */
4793                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4794                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4795
4796                 /*
4797                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4798                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4799                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4800                  */
4801                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4802
4803                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4804                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4805                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4806                         unsigned long size_pages;
4807
4808                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4809                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4810                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4811                         if (start_pfn >= end_pfn)
4812                                 continue;
4813
4814                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4815                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4816                                 unsigned long kernel_pages;
4817                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4818                                                                 - start_pfn;
4819
4820                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4821                                                         kernelcore_remaining);
4822                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4823                                                         required_kernelcore);
4824
4825                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4826                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4827
4828                                         /*
4829                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4830                                          * that if we have to rebalance
4831                                          * kernelcore across nodes, we will
4832                                          * not double account here
4833                                          */
4834                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4835                                         continue;
4836                                 }
4837                                 start_pfn = usable_startpfn;
4838                         }
4839
4840                         /*
4841                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4842                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4843                          * number of pages used as kernelcore
4844                          */
4845                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4846                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4847                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4848                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4849
4850                         /*
4851                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4852                          * break if the kernelcore for this node has been
4853                          * satisified
4854                          */
4855                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4856                                                                 size_pages);
4857                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4858                         if (!kernelcore_remaining)
4859                                 break;
4860                 }
4861         }
4862
4863         /*
4864          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4865          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4866          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4867          * satisified
4868          */
4869         usable_nodes--;
4870         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4871                 goto restart;
4872
4873         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4874         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4875                 zone_movable_pfn[nid] =
4876                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4877
4878 out:
4879         /* restore the node_state */
4880         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4881 }
4882
4883 /* Any regular memory on that node ? */
4884 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4885 {
4886 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4887         enum zone_type zone_type;
4888
4889         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4890                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4891                 if (zone->present_pages)
4892                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4893         }
4894 #endif
4895 }
4896
4897 /**
4898  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4899  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4900  *
4901  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4902  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4903  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4904  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4905  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4906  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4907  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4908  * at arch_max_dma_pfn.
4909  */
4910 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4911 {
4912         unsigned long nid;
4913         int i;
4914
4915         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4916         sort_node_map();
4917
4918         /* Record where the zone boundaries are */
4919         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4920                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4921         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4922                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4923         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4924         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4925         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4926                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4927                         continue;
4928                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4929                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4930                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4931                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4932         }
4933         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4934         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4935
4936         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4937         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4938         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4939
4940         /* Print out the zone ranges */
4941         printk("Zone PFN ranges:\n");
4942         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4943                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4944                         continue;
4945                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4946                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4947                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4948                         printk("empty\n");
4949                 else
4950                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4951                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4952                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4953         }
4954
4955         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4956         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4957         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4958                 if (zone_movable_pfn[i])
4959                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4960         }
4961
4962         /* Print out the early_node_map[] */
4963         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4964         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4965                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4966                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4967                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4968
4969         /* Initialise every node */
4970         mminit_verify_pageflags_layout();
4971         setup_nr_node_ids();
4972         for_each_online_node(nid) {
4973                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4974                 free_area_init_node(nid, NULL,
4975                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4976
4977                 /* Any memory on that node */
4978                 if (pgdat->node_present_pages)
4979                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4980                 check_for_regular_memory(pgdat);
4981         }
4982 }
4983
4984 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4985 {
4986         unsigned long long coremem;
4987         if (!p)
4988                 return -EINVAL;
4989
4990         coremem = memparse(p, &p);
4991         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4992
4993         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4994         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4995
4996         return 0;
4997 }
4998
4999 /*
5000  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5001  * cannot be reclaimed or migrated.
5002  */
5003 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5004 {
5005         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5006 }
5007
5008 /*
5009  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5010  * can be reclaimed or migrated.
5011  */
5012 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5013 {
5014         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5015 }
5016
5017 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5018 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5019
5020 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5021
5022 /**
5023  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5024  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5025  *
5026  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5027  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5028  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5029  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5030  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5031  * smaller per-cpu batchsize.
5032  */
5033 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5034 {
5035         dma_reserve = new_dma_reserve;
5036 }
5037
5038 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5039 {
5040         free_area_init_node(0, zones_size,
5041                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5042 }
5043
5044 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5045                                  unsigned long action, void *hcpu)
5046 {
5047         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5048
5049         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5050                 drain_pages(cpu);
5051
5052                 /*
5053                  * Spill the event counters of the dead processor
5054                  * into the current processors event counters.
5055                  * This artificially elevates the count of the current
5056                  * processor.
5057                  */
5058                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5059
5060                 /*
5061                  * Zero the differential counters of the dead processor
5062                  * so that the vm statistics are consistent.
5063                  *
5064                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5065                  * race with what we are doing.
5066                  */
5067                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5068         }
5069         return NOTIFY_OK;
5070 }
5071
5072 void __init page_alloc_init(void)
5073 {
5074         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5075 }
5076
5077 /*
5078  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5079  *      or min_free_kbytes changes.
5080  */
5081 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5082 {
5083         struct pglist_data *pgdat;
5084         unsigned long reserve_pages = 0;
5085         enum zone_type i, j;
5086
5087         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5088                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5089                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5090                         unsigned long max = 0;
5091
5092                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5093                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5094                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5095                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5096                         }
5097
5098                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5099                         max += high_wmark_pages(zone);
5100
5101                         if (max > zone->present_pages)
5102                                 max = zone->present_pages;
5103                         reserve_pages += max;
5104                 }
5105         }
5106         totalreserve_pages = reserve_pages;
5107 }
5108
5109 /*
5110  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5111  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5112  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5113  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5114  */
5115 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5116 {
5117         struct pglist_data *pgdat;
5118         enum zone_type j, idx;
5119
5120         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5121                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5122                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5123                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5124
5125                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5126
5127                         idx = j;
5128                         while (idx) {
5129                                 struct zone *lower_zone;
5130
5131                                 idx--;
5132
5133                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5134                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5135
5136                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5137                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5138                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5139                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5140                         }
5141                 }
5142         }
5143
5144         /* update totalreserve_pages */
5145         calculate_totalreserve_pages();
5146 }
5147
5148 /**
5149  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5150  * or when memory is hot-{added|removed}
5151  *
5152  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5153  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5154  */
5155 void setup_per_zone_wmarks(void)
5156 {
5157         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5158         unsigned long lowmem_pages = 0;
5159         struct zone *zone;
5160         unsigned long flags;
5161
5162         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5163         for_each_zone(zone) {
5164                 if (!is_highmem(zone))
5165                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5166         }
5167
5168         for_each_zone(zone) {
5169                 u64 tmp;
5170
5171                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5172                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5173                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5174                 if (is_highmem(zone)) {
5175                         /*
5176                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5177                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5178                          * value here.
5179                          *
5180                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5181                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5182                          * not be capped for highmem.
5183                          */
5184                         int min_pages;
5185
5186                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5187                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5188                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5189                         if (min_pages > 128)
5190                                 min_pages = 128;
5191                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5192                 } else {
5193                         /*
5194                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5195                          * proportionate to the zone's size.
5196                          */
5197                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5198                 }
5199
5200                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5201                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5202                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5203                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5204         }
5205
5206 #ifdef CONFIG_XEN
5207         for_each_populated_zone(zone) {
5208                 unsigned int cpu;
5209
5210                 for_each_online_cpu(cpu) {
5211                         unsigned long high;
5212
5213                         high = percpu_pagelist_fraction
5214                                ? zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction
5215                                : 5 * zone_batchsize(zone);
5216                         setup_pagelist_highmark(
5217                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5218                 }
5219         }
5220 #endif
5221
5222         /* update totalreserve_pages */
5223         calculate_totalreserve_pages();
5224 }
5225
5226 /*
5227  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5228  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5229  * to be referenced again before it is swapped out.
5230  *
5231  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5232  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5233  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5234  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5235  *
5236  * total     target    max
5237  * memory    ratio     inactive anon
5238  * -------------------------------------
5239  *   10MB       1         5MB
5240  *  100MB       1        50MB
5241  *    1GB       3       250MB
5242  *   10GB      10       0.9GB
5243  *  100GB      31         3GB
5244  *    1TB     101        10GB
5245  *   10TB     320        32GB
5246  */
5247 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5248 {
5249         unsigned int gb, ratio;
5250
5251         /* Zone size in gigabytes */
5252         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5253         if (gb)
5254                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5255         else
5256                 ratio = 1;
5257
5258         zone->inactive_ratio = ratio;
5259 }
5260
5261 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5262 {
5263         struct zone *zone;
5264
5265         for_each_zone(zone)
5266                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5267 }
5268
5269 /*
5270  * Initialise min_free_kbytes.
5271  *
5272  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5273  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5274  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5275  *
5276  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5277  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5278  *
5279  * which yields
5280  *
5281  * 16MB:        512k
5282  * 32MB:        724k
5283  * 64MB:        1024k
5284  * 128MB:       1448k
5285  * 256MB:       2048k
5286  * 512MB:       2896k
5287  * 1024MB:      4096k
5288  * 2048MB:      5792k
5289  * 4096MB:      8192k
5290  * 8192MB:      11584k
5291  * 16384MB:     16384k
5292  */
5293 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5294 {
5295         unsigned long lowmem_kbytes;
5296
5297         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5298
5299         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5300         if (min_free_kbytes < 128)
5301                 min_free_kbytes = 128;
5302         if (min_free_kbytes > 65536)
5303                 min_free_kbytes = 65536;
5304         setup_per_zone_wmarks();
5305         refresh_zone_stat_thresholds();
5306         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5307         setup_per_zone_inactive_ratio();
5308         return 0;
5309 }
5310 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5311
5312 /*
5313  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5314  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5315  *      changes.
5316  */
5317 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5318         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5319 {
5320         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5321         if (write)
5322                 setup_per_zone_wmarks();
5323         return 0;
5324 }
5325
5326 #ifdef CONFIG_NUMA
5327 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5328         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5329 {
5330         struct zone *zone;
5331         int rc;
5332
5333         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5334         if (rc)
5335                 return rc;
5336
5337         for_each_zone(zone)
5338                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5339                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5340         return 0;
5341 }
5342
5343 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5344         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5345 {
5346         struct zone *zone;
5347         int rc;
5348
5349         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5350         if (rc)
5351                 return rc;
5352
5353         for_each_zone(zone)
5354                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5355                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5356         return 0;
5357 }
5358 #endif
5359
5360 /*
5361  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5362  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5363  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5364  *
5365  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5366  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5367  * if in function of the boot time zone sizes.
5368  */
5369 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5370         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5371 {
5372         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5373         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5374         return 0;
5375 }
5376
5377 /*
5378  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5379  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5380  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5381  */
5382
5383 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5384         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5385 {
5386         struct zone *zone;
5387         unsigned int cpu;
5388         int ret;
5389
5390         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5391         if (!write || (ret == -EINVAL))
5392                 return ret;
5393         for_each_populated_zone(zone) {
5394                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5395                         unsigned long  high;
5396                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5397                         setup_pagelist_highmark(
5398                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5399                 }
5400         }
5401         return 0;
5402 }
5403
5404 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5405
5406 #ifdef CONFIG_NUMA
5407 static int __init set_hashdist(char *str)
5408 {
5409         if (!str)
5410                 return 0;
5411         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5412         return 1;
5413 }
5414 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5415 #endif
5416
5417 /*
5418  * allocate a large system hash table from bootmem
5419  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5420  *   quantity of entries
5421  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5422  */
5423 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5424                                      unsigned long bucketsize,
5425                                      unsigned long numentries,
5426                                      int scale,
5427                                      int flags,
5428                                      unsigned int *_hash_shift,
5429                                      unsigned int *_hash_mask,
5430                                      unsigned long limit)
5431 {
5432         unsigned long long max = limit;
5433         unsigned long log2qty, size;
5434         void *table = NULL;
5435
5436         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5437         if (!numentries) {
5438                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5439                 numentries = nr_kernel_pages;
5440                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5441                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5442                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5443
5444                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5445                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5446                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5447                 else
5448                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5449
5450                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5451                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5452                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5453                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5454                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5455                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5456                                 BUG_ON(!numentries);
5457                         }
5458                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5459                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5460         }
5461         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5462
5463         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5464         if (max == 0) {
5465                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5466                 do_div(max, bucketsize);
5467         }
5468
5469         if (numentries > max)
5470                 numentries = max;
5471
5472         log2qty = ilog2(numentries);
5473
5474         do {
5475                 size = bucketsize << log2qty;
5476                 if (flags & HASH_EARLY)
5477                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5478                 else if (hashdist)
5479                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5480                 else {
5481                         /*
5482                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5483                          * some pages at the end of hash table which
5484                          * alloc_pages_exact() automatically does
5485                          */
5486                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5487                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5488                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5489                         }
5490                 }
5491         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5492
5493         if (!table)
5494                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5495
5496         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5497                tablename,
5498                (1UL << log2qty),
5499                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5500                size);
5501
5502         if (_hash_shift)
5503                 *_hash_shift = log2qty;
5504         if (_hash_mask)
5505                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5506
5507         return table;
5508 }
5509
5510 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5511 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5512                                                         unsigned long pfn)
5513 {
5514 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5515         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5516 #else
5517         return zone->pageblock_flags;
5518 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5519 }
5520
5521 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5522 {
5523 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5524         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5525         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5526 #else
5527         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5528         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5529 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5530 }
5531
5532 /**
5533  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5534  * @page: The page within the block of interest
5535  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5536  * @end_bitidx: The last bit of interest
5537  * returns pageblock_bits flags
5538  */
5539 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5540                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5541 {
5542         struct zone *zone;
5543         unsigned long *bitmap;
5544         unsigned long pfn, bitidx;
5545         unsigned long flags = 0;
5546         unsigned long value = 1;
5547
5548         zone = page_zone(page);
5549         pfn = page_to_pfn(page);
5550         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5551         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5552
5553         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5554                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5555                         flags |= value;
5556
5557         return flags;
5558 }
5559
5560 /**
5561  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5562  * @page: The page within the block of interest
5563  * @start_bitidx: The first bit of interest
5564  * @end_bitidx: The last bit of interest
5565  * @flags: The flags to set
5566  */
5567 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5568                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5569 {
5570         struct zone *zone;
5571         unsigned long *bitmap;
5572         unsigned long pfn, bitidx;
5573         unsigned long value = 1;
5574
5575         zone = page_zone(page);
5576         pfn = page_to_pfn(page);
5577         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5578         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5579         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5580         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5581
5582         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5583                 if (flags & value)
5584                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5585                 else
5586                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5587 }
5588
5589 /*
5590  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5591  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5592  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5593  */
5594
5595 static int
5596 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5597 {
5598         unsigned long pfn, iter, found;
5599         /*
5600          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5601          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5602          */
5603         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5604                 return true;
5605
5606         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5607                 return true;
5608
5609         pfn = page_to_pfn(page);
5610         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5611                 unsigned long check = pfn + iter;
5612
5613                 if (!pfn_valid_within(check))
5614                         continue;
5615
5616                 page = pfn_to_page(check);
5617                 if (!page_count(page)) {
5618                         if (PageBuddy(page))
5619                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5620                         continue;
5621                 }
5622                 if (!PageLRU(page))
5623                         found++;
5624                 /*
5625                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5626                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5627                  * and it still to be fixed.
5628                  */
5629                 /*
5630                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5631                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5632                  *
5633                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5634                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5635                  * page at boot.
5636                  */
5637                 if (found > count)
5638                         return false;
5639         }
5640         return true;
5641 }
5642
5643 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5644 {
5645         struct zone *zone = page_zone(page);
5646         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5647 }
5648
5649 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5650 {
5651         struct zone *zone;
5652         unsigned long flags, pfn;
5653         struct memory_isolate_notify arg;
5654         int notifier_ret;
5655         int ret = -EBUSY;
5656
5657         zone = page_zone(page);
5658
5659         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5660
5661         pfn = page_to_pfn(page);
5662         arg.start_pfn = pfn;
5663         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5664         arg.pages_found = 0;
5665
5666         /*
5667          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5668          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5669          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5670          * number of pages in a range that are held by the balloon
5671          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5672          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5673          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5674          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5675          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5676          */
5677         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5678         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5679         if (notifier_ret)
5680                 goto out;
5681         /*
5682          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5683          * We just check MOVABLE pages.
5684          */
5685         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5686                 ret = 0;
5687
5688         /*
5689          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5690          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5691          */
5692
5693 out:
5694         if (!ret) {
5695                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5696                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5697         }
5698
5699         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5700         if (!ret)
5701                 drain_all_pages();
5702         return ret;
5703 }
5704
5705 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5706 {
5707         struct zone *zone;
5708         unsigned long flags;
5709         zone = page_zone(page);
5710         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5711         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5712                 goto out;
5713         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5714         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5715 out:
5716         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5717 }
5718
5719 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5720 /*
5721  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5722  */
5723 void
5724 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5725 {
5726         struct page *page;
5727         struct zone *zone;
5728         int order, i;
5729         unsigned long pfn;
5730         unsigned long flags;
5731         /* find the first valid pfn */
5732         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5733                 if (pfn_valid(pfn))
5734                         break;
5735         if (pfn == end_pfn)
5736                 return;
5737         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5738         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5739         pfn = start_pfn;
5740         while (pfn < end_pfn) {
5741                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5742                         pfn++;
5743                         continue;
5744                 }
5745                 page = pfn_to_page(pfn);
5746                 BUG_ON(page_count(page));
5747                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5748                 order = page_order(page);
5749 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5750                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5751                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5752 #endif
5753                 list_del(&page->lru);
5754                 rmv_page_order(page);
5755                 zone->free_area[order].nr_free--;
5756                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5757                                       - (1UL << order));
5758                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5759                         SetPageReserved((page+i));
5760                 pfn += (1 << order);
5761         }
5762         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5763 }
5764 #endif
5765
5766 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5767 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5768 {
5769         struct zone *zone = page_zone(page);
5770         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5771         unsigned long flags;
5772         int order;
5773
5774         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5775         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5776                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5777
5778                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5779                         break;
5780         }
5781         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5782
5783         return order < MAX_ORDER;
5784 }
5785 #endif
5786
5787 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5788         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5789         {1UL << PG_error,               "error"         },
5790         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5791         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5792         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5793         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5794         {1UL << PG_active,              "active"        },
5795         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5796         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5797         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5798         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5799         {1UL << PG_private,             "private"       },
5800         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5801         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5802 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5803         {1UL << PG_head,                "head"          },
5804         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5805 #else
5806         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5807 #endif
5808         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5809         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5810         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5811         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5812         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5813 #ifdef CONFIG_MMU
5814         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5815 #endif
5816 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5817         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5818 #endif
5819 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5820         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5821 #endif
5822         {-1UL,                          NULL            },
5823 };
5824
5825 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5826 {
5827         const char *delim = "";
5828         unsigned long mask;
5829         int i;
5830
5831         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5832
5833         /* remove zone id */
5834         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5835
5836         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5837
5838                 mask = pageflag_names[i].mask;
5839                 if ((flags & mask) != mask)
5840                         continue;
5841
5842                 flags &= ~mask;
5843                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5844                 delim = "|";
5845         }
5846
5847         /* check for left over flags */
5848         if (flags)
5849                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5850
5851         printk(")\n");
5852 }
5853
5854 void dump_page(struct page *page)
5855 {
5856         printk(KERN_ALERT
5857                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5858                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5859                 page->mapping, page->index);
5860         dump_page_flags(page->flags);
5861         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5862 }