]> bbs.cooldavid.org Git - net-next-2.6.git/blob - mm/page_alloc.c
0adb66e711e665188010e6f32f7b1478a1a103de
[net-next-2.6.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/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/memcontrol.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         void *pc = page_get_page_cgroup(page);
227
228         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
229                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
230                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
231                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
232                 page_mapcount(page), page_count(page));
233         if (pc) {
234                 printk(KERN_EMERG "cgroup:%p\n", pc);
235                 page_reset_bad_cgroup(page);
236         }
237         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
238                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
239         dump_stack();
240         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
284 {
285         int i;
286         int nr_pages = 1 << order;
287
288         if (unlikely(compound_order(page) != order))
289                 bad_page(page);
290
291         if (unlikely(!PageHead(page)))
292                         bad_page(page);
293         __ClearPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 if (unlikely(!PageTail(p) |
298                                 (p->first_page != page)))
299                         bad_page(page);
300                 __ClearPageTail(p);
301         }
302 }
303
304 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
305 {
306         int i;
307
308         /*
309          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
310          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
311          */
312         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
313         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
314                 clear_highpage(page + i);
315 }
316
317 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
318 {
319         set_page_private(page, order);
320         __SetPageBuddy(page);
321 }
322
323 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
324 {
325         __ClearPageBuddy(page);
326         set_page_private(page, 0);
327 }
328
329 /*
330  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
331  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
332  *
333  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
334  * the following equation:
335  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
336  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
337  * 1 buddy is #10:
338  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
339  *
340  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
341  * satisfies the following equation:
342  *     P = B & ~(1 << O)
343  *
344  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
345  */
346 static inline struct page *
347 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
348 {
349         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
350
351         return page + (buddy_idx - page_idx);
352 }
353
354 static inline unsigned long
355 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
356 {
357         return (page_idx & ~(1 << order));
358 }
359
360 /*
361  * This function checks whether a page is free && is the buddy
362  * we can do coalesce a page and its buddy if
363  * (a) the buddy is not in a hole &&
364  * (b) the buddy is in the buddy system &&
365  * (c) a page and its buddy have the same order &&
366  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
367  *
368  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
369  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
370  *
371  * For recording page's order, we use page_private(page).
372  */
373 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
374                                                                 int order)
375 {
376         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
377                 return 0;
378
379         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
380                 return 0;
381
382         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
383                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
384                 return 1;
385         }
386         return 0;
387 }
388
389 /*
390  * Freeing function for a buddy system allocator.
391  *
392  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
393  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
394  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
395  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
396  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
397  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
398  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
399  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
400  * parts of the VM system.
401  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
402  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
403  * order is recorded in page_private(page) field.
404  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
405  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
406  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
407  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
408  * triggers coalescing into a block of larger size.            
409  *
410  * -- wli
411  */
412
413 static inline void __free_one_page(struct page *page,
414                 struct zone *zone, unsigned int order)
415 {
416         unsigned long page_idx;
417         int order_size = 1 << order;
418         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
419
420         if (unlikely(PageCompound(page)))
421                 destroy_compound_page(page, order);
422
423         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
424
425         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
426         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
427
428         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
429         while (order < MAX_ORDER-1) {
430                 unsigned long combined_idx;
431                 struct page *buddy;
432
433                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
434                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
435                         break;          /* Move the buddy up one level. */
436
437                 list_del(&buddy->lru);
438                 zone->free_area[order].nr_free--;
439                 rmv_page_order(buddy);
440                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
441                 page = page + (combined_idx - page_idx);
442                 page_idx = combined_idx;
443                 order++;
444         }
445         set_page_order(page, order);
446         list_add(&page->lru,
447                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
448         zone->free_area[order].nr_free++;
449 }
450
451 static inline int free_pages_check(struct page *page)
452 {
453         if (unlikely(page_mapcount(page) |
454                 (page->mapping != NULL)  |
455                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
456                 (page_count(page) != 0)  |
457                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
458                 bad_page(page);
459         if (PageDirty(page))
460                 __ClearPageDirty(page);
461         /*
462          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
463          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
464          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
465          */
466         return PageReserved(page);
467 }
468
469 /*
470  * Frees a list of pages. 
471  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
472  * count is the number of pages to free.
473  *
474  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
475  * see if this freeing clears that state.
476  *
477  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
478  * pinned" detection logic.
479  */
480 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
481                                         struct list_head *list, int order)
482 {
483         spin_lock(&zone->lock);
484         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
485         zone->pages_scanned = 0;
486         while (count--) {
487                 struct page *page;
488
489                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
490                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
491                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
492                 list_del(&page->lru);
493                 __free_one_page(page, zone, order);
494         }
495         spin_unlock(&zone->lock);
496 }
497
498 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
499 {
500         spin_lock(&zone->lock);
501         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
502         zone->pages_scanned = 0;
503         __free_one_page(page, zone, order);
504         spin_unlock(&zone->lock);
505 }
506
507 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
508 {
509         unsigned long flags;
510         int i;
511         int reserved = 0;
512
513         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
514                 reserved += free_pages_check(page + i);
515         if (reserved)
516                 return;
517
518         if (!PageHighMem(page)) {
519                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
520                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
521                                            PAGE_SIZE << order);
522         }
523         arch_free_page(page, order);
524         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
525
526         local_irq_save(flags);
527         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
528         free_one_page(page_zone(page), page, order);
529         local_irq_restore(flags);
530 }
531
532 /*
533  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
534  */
535 void __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
536 {
537         if (order == 0) {
538                 __ClearPageReserved(page);
539                 set_page_count(page, 0);
540                 set_page_refcounted(page);
541                 __free_page(page);
542         } else {
543                 int loop;
544
545                 prefetchw(page);
546                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
547                         struct page *p = &page[loop];
548
549                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
550                                 prefetchw(p + 1);
551                         __ClearPageReserved(p);
552                         set_page_count(p, 0);
553                 }
554
555                 set_page_refcounted(page);
556                 __free_pages(page, order);
557         }
558 }
559
560
561 /*
562  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
563  * Please do not alter this order without good reasons and regression
564  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
565  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
566  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
567  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
568  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
569  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
570  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
571  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
572  *
573  * -- wli
574  */
575 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
576         int low, int high, struct free_area *area,
577         int migratetype)
578 {
579         unsigned long size = 1 << high;
580
581         while (high > low) {
582                 area--;
583                 high--;
584                 size >>= 1;
585                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
586                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
587                 area->nr_free++;
588                 set_page_order(&page[size], high);
589         }
590 }
591
592 /*
593  * This page is about to be returned from the page allocator
594  */
595 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
596 {
597         if (unlikely(page_mapcount(page) |
598                 (page->mapping != NULL)  |
599                 (page_get_page_cgroup(page) != NULL) |
600                 (page_count(page) != 0)  |
601                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
602                 bad_page(page);
603
604         /*
605          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
606          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
607          */
608         if (PageReserved(page))
609                 return 1;
610
611         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
612                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
613                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
614         set_page_private(page, 0);
615         set_page_refcounted(page);
616
617         arch_alloc_page(page, order);
618         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
619
620         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
621                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
622
623         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
624                 prep_compound_page(page, order);
625
626         return 0;
627 }
628
629 /*
630  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
631  * the smallest available page from the freelists
632  */
633 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
634                                                 int migratetype)
635 {
636         unsigned int current_order;
637         struct free_area * area;
638         struct page *page;
639
640         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
641         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
642                 area = &(zone->free_area[current_order]);
643                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
644                         continue;
645
646                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
647                                                         struct page, lru);
648                 list_del(&page->lru);
649                 rmv_page_order(page);
650                 area->nr_free--;
651                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
652                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
653                 return page;
654         }
655
656         return NULL;
657 }
658
659
660 /*
661  * This array describes the order lists are fallen back to when
662  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
663  */
664 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
665         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
666         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
667         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
668         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
669 };
670
671 /*
672  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
673  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
674  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
675  */
676 int move_freepages(struct zone *zone,
677                         struct page *start_page, struct page *end_page,
678                         int migratetype)
679 {
680         struct page *page;
681         unsigned long order;
682         int pages_moved = 0;
683
684 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
685         /*
686          * page_zone is not safe to call in this context when
687          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
688          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
689          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
690          * grouping pages by mobility
691          */
692         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
693 #endif
694
695         for (page = start_page; page <= end_page;) {
696                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
697                         page++;
698                         continue;
699                 }
700
701                 if (!PageBuddy(page)) {
702                         page++;
703                         continue;
704                 }
705
706                 order = page_order(page);
707                 list_del(&page->lru);
708                 list_add(&page->lru,
709                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
710                 page += 1 << order;
711                 pages_moved += 1 << order;
712         }
713
714         return pages_moved;
715 }
716
717 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
718 {
719         unsigned long start_pfn, end_pfn;
720         struct page *start_page, *end_page;
721
722         start_pfn = page_to_pfn(page);
723         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
724         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
725         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
726         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
727
728         /* Do not cross zone boundaries */
729         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
730                 start_page = page;
731         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
732                 return 0;
733
734         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
735 }
736
737 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
738 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
739                                                 int start_migratetype)
740 {
741         struct free_area * area;
742         int current_order;
743         struct page *page;
744         int migratetype, i;
745
746         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
747         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
748                                                 --current_order) {
749                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
750                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
751
752                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
753                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
754                                 continue;
755
756                         area = &(zone->free_area[current_order]);
757                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
758                                 continue;
759
760                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
761                                         struct page, lru);
762                         area->nr_free--;
763
764                         /*
765                          * If breaking a large block of pages, move all free
766                          * pages to the preferred allocation list. If falling
767                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
768                          * agressive about taking ownership of free pages
769                          */
770                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
771                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
772                                 unsigned long pages;
773                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
774                                                                 start_migratetype);
775
776                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
777                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
778                                         set_pageblock_migratetype(page,
779                                                                 start_migratetype);
780
781                                 migratetype = start_migratetype;
782                         }
783
784                         /* Remove the page from the freelists */
785                         list_del(&page->lru);
786                         rmv_page_order(page);
787                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
788                                                         -(1UL << order));
789
790                         if (current_order == pageblock_order)
791                                 set_pageblock_migratetype(page,
792                                                         start_migratetype);
793
794                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
795                         return page;
796                 }
797         }
798
799         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
800         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
801 }
802
803 /*
804  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
805  * Call me with the zone->lock already held.
806  */
807 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
808                                                 int migratetype)
809 {
810         struct page *page;
811
812         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
813
814         if (unlikely(!page))
815                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
816
817         return page;
818 }
819
820 /* 
821  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
822  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
823  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
824  */
825 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
826                         unsigned long count, struct list_head *list,
827                         int migratetype)
828 {
829         int i;
830         
831         spin_lock(&zone->lock);
832         for (i = 0; i < count; ++i) {
833                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
834                 if (unlikely(page == NULL))
835                         break;
836
837                 /*
838                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
839                  * in physical page order. The page is added to the callers and
840                  * list and the list head then moves forward. From the callers
841                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
842                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
843                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
844                  * properly.
845                  */
846                 list_add(&page->lru, list);
847                 set_page_private(page, migratetype);
848                 list = &page->lru;
849         }
850         spin_unlock(&zone->lock);
851         return i;
852 }
853
854 #ifdef CONFIG_NUMA
855 /*
856  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
857  * currently executing processor on remote nodes after they have
858  * expired.
859  *
860  * Note that this function must be called with the thread pinned to
861  * a single processor.
862  */
863 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
864 {
865         unsigned long flags;
866         int to_drain;
867
868         local_irq_save(flags);
869         if (pcp->count >= pcp->batch)
870                 to_drain = pcp->batch;
871         else
872                 to_drain = pcp->count;
873         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
874         pcp->count -= to_drain;
875         local_irq_restore(flags);
876 }
877 #endif
878
879 /*
880  * Drain pages of the indicated processor.
881  *
882  * The processor must either be the current processor and the
883  * thread pinned to the current processor or a processor that
884  * is not online.
885  */
886 static void drain_pages(unsigned int cpu)
887 {
888         unsigned long flags;
889         struct zone *zone;
890
891         for_each_zone(zone) {
892                 struct per_cpu_pageset *pset;
893                 struct per_cpu_pages *pcp;
894
895                 if (!populated_zone(zone))
896                         continue;
897
898                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
899
900                 pcp = &pset->pcp;
901                 local_irq_save(flags);
902                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
903                 pcp->count = 0;
904                 local_irq_restore(flags);
905         }
906 }
907
908 /*
909  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
910  */
911 void drain_local_pages(void *arg)
912 {
913         drain_pages(smp_processor_id());
914 }
915
916 /*
917  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
918  */
919 void drain_all_pages(void)
920 {
921         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
922 }
923
924 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
925
926 void mark_free_pages(struct zone *zone)
927 {
928         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
929         unsigned long flags;
930         int order, t;
931         struct list_head *curr;
932
933         if (!zone->spanned_pages)
934                 return;
935
936         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
937
938         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
939         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
940                 if (pfn_valid(pfn)) {
941                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
942
943                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
944                                 swsusp_unset_page_free(page);
945                 }
946
947         for_each_migratetype_order(order, t) {
948                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
949                         unsigned long i;
950
951                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
952                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
953                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
954                 }
955         }
956         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
957 }
958 #endif /* CONFIG_PM */
959
960 /*
961  * Free a 0-order page
962  */
963 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
964 {
965         struct zone *zone = page_zone(page);
966         struct per_cpu_pages *pcp;
967         unsigned long flags;
968
969         if (PageAnon(page))
970                 page->mapping = NULL;
971         if (free_pages_check(page))
972                 return;
973
974         if (!PageHighMem(page)) {
975                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
976                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
977         }
978         arch_free_page(page, 0);
979         kernel_map_pages(page, 1, 0);
980
981         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
982         local_irq_save(flags);
983         __count_vm_event(PGFREE);
984         if (cold)
985                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
986         else
987                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
988         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
989         pcp->count++;
990         if (pcp->count >= pcp->high) {
991                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
992                 pcp->count -= pcp->batch;
993         }
994         local_irq_restore(flags);
995         put_cpu();
996 }
997
998 void free_hot_page(struct page *page)
999 {
1000         free_hot_cold_page(page, 0);
1001 }
1002         
1003 void free_cold_page(struct page *page)
1004 {
1005         free_hot_cold_page(page, 1);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1010  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1011  * Each sub-page must be freed individually.
1012  *
1013  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1014  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1015  */
1016 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1017 {
1018         int i;
1019
1020         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1021         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1022         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1023                 set_page_refcounted(page + i);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1028  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1029  * or two.
1030  */
1031 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1032                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1033 {
1034         unsigned long flags;
1035         struct page *page;
1036         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1037         int cpu;
1038         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1039
1040 again:
1041         cpu  = get_cpu();
1042         if (likely(order == 0)) {
1043                 struct per_cpu_pages *pcp;
1044
1045                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1046                 local_irq_save(flags);
1047                 if (!pcp->count) {
1048                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1049                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1050                         if (unlikely(!pcp->count))
1051                                 goto failed;
1052                 }
1053
1054                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1055                 if (cold) {
1056                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1057                                 if (page_private(page) == migratetype)
1058                                         break;
1059                 } else {
1060                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1061                                 if (page_private(page) == migratetype)
1062                                         break;
1063                 }
1064
1065                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1066                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1067                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1068                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1069                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1070                 }
1071
1072                 list_del(&page->lru);
1073                 pcp->count--;
1074         } else {
1075                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1076                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1077                 spin_unlock(&zone->lock);
1078                 if (!page)
1079                         goto failed;
1080         }
1081
1082         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1083         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1084         local_irq_restore(flags);
1085         put_cpu();
1086
1087         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1088         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1089                 goto again;
1090         return page;
1091
1092 failed:
1093         local_irq_restore(flags);
1094         put_cpu();
1095         return NULL;
1096 }
1097
1098 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1099 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1100 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1101 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1102 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1103 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1104 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1105
1106 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1107
1108 static struct fail_page_alloc_attr {
1109         struct fault_attr attr;
1110
1111         u32 ignore_gfp_highmem;
1112         u32 ignore_gfp_wait;
1113         u32 min_order;
1114
1115 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1116
1117         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1118         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1119         struct dentry *min_order_file;
1120
1121 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1122
1123 } fail_page_alloc = {
1124         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1125         .ignore_gfp_wait = 1,
1126         .ignore_gfp_highmem = 1,
1127         .min_order = 1,
1128 };
1129
1130 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1131 {
1132         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1133 }
1134 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1135
1136 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1137 {
1138         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1139                 return 0;
1140         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1141                 return 0;
1142         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1143                 return 0;
1144         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1145                 return 0;
1146
1147         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1148 }
1149
1150 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1151
1152 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1153 {
1154         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1155         struct dentry *dir;
1156         int err;
1157
1158         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1159                                        "fail_page_alloc");
1160         if (err)
1161                 return err;
1162         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1163
1164         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1165                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1166                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1167
1168         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1169                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1170                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1171         fail_page_alloc.min_order_file =
1172                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1173                                    &fail_page_alloc.min_order);
1174
1175         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1176             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1177             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1178                 err = -ENOMEM;
1179                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1180                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1181                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1182                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1183         }
1184
1185         return err;
1186 }
1187
1188 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1189
1190 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1191
1192 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1193
1194 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1195 {
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1200
1201 /*
1202  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1203  * of the allocation.
1204  */
1205 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1206                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1207 {
1208         /* free_pages my go negative - that's OK */
1209         long min = mark;
1210         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1211         int o;
1212
1213         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1214                 min -= min / 2;
1215         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1216                 min -= min / 4;
1217
1218         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1219                 return 0;
1220         for (o = 0; o < order; o++) {
1221                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1222                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1223
1224                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1225                 min >>= 1;
1226
1227                 if (free_pages <= min)
1228                         return 0;
1229         }
1230         return 1;
1231 }
1232
1233 #ifdef CONFIG_NUMA
1234 /*
1235  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1236  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1237  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1238  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1239  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1240  *
1241  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1242  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1243  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1244  *
1245  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1246  * nothing and returns NULL.
1247  *
1248  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1249  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1250  *
1251  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1252  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1253  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1254  * quickly as we can.
1255  */
1256 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1257 {
1258         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1259         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1260
1261         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1262         if (!zlc)
1263                 return NULL;
1264
1265         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1266                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1267                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1268         }
1269
1270         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1271                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1272                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1273         return allowednodes;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1278  * if it is worth looking at further for free memory:
1279  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1280  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1281  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1282  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1283  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1284  * else return false (zero) if it is not.
1285  *
1286  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1287  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1288  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1289  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1290  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1291  * into the second scan of the zonelist.
1292  *
1293  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1294  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1295  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1296  * unturned looking for a free page.
1297  */
1298 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1299                                                 nodemask_t *allowednodes)
1300 {
1301         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1302         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1303         int n;                          /* node that zone *z is on */
1304
1305         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1306         if (!zlc)
1307                 return 1;
1308
1309         i = z - zonelist->_zonerefs;
1310         n = zlc->z_to_n[i];
1311
1312         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1313         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1318  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1319  * from that zone don't waste time re-examining it.
1320  */
1321 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1322 {
1323         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1324         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1325
1326         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1327         if (!zlc)
1328                 return;
1329
1330         i = z - zonelist->_zonerefs;
1331
1332         set_bit(i, zlc->fullzones);
1333 }
1334
1335 #else   /* CONFIG_NUMA */
1336
1337 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1338 {
1339         return NULL;
1340 }
1341
1342 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1343                                 nodemask_t *allowednodes)
1344 {
1345         return 1;
1346 }
1347
1348 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1349 {
1350 }
1351 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1352
1353 /*
1354  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1355  * a page.
1356  */
1357 static struct page *
1358 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1359                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1360 {
1361         struct zoneref *z;
1362         struct page *page = NULL;
1363         int classzone_idx;
1364         struct zone *zone, *preferred_zone;
1365         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1366         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1367         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1368
1369         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1370                                                         &preferred_zone);
1371         if (!preferred_zone)
1372                 return NULL;
1373
1374         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1375
1376 zonelist_scan:
1377         /*
1378          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1379          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1380          */
1381         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1382                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1383                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1384                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1385                                 continue;
1386                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1387                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1388                                 goto try_next_zone;
1389
1390                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1391                         unsigned long mark;
1392                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1393                                 mark = zone->pages_min;
1394                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1395                                 mark = zone->pages_low;
1396                         else
1397                                 mark = zone->pages_high;
1398                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1399                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1400                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1401                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1402                                         goto this_zone_full;
1403                         }
1404                 }
1405
1406                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1407                 if (page)
1408                         break;
1409 this_zone_full:
1410                 if (NUMA_BUILD)
1411                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1412 try_next_zone:
1413                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1414                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1415                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1416                         zlc_active = 1;
1417                         did_zlc_setup = 1;
1418                 }
1419         }
1420
1421         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1422                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1423                 zlc_active = 0;
1424                 goto zonelist_scan;
1425         }
1426         return page;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1431  */
1432 static struct page *
1433 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1434                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1435 {
1436         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1437         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1438         struct zoneref *z;
1439         struct zone *zone;
1440         struct page *page;
1441         struct reclaim_state reclaim_state;
1442         struct task_struct *p = current;
1443         int do_retry;
1444         int alloc_flags;
1445         unsigned long did_some_progress;
1446         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1447
1448         might_sleep_if(wait);
1449
1450         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1451                 return NULL;
1452
1453 restart:
1454         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1455
1456         if (unlikely(!z->zone)) {
1457                 /*
1458                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1459                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1460                  */
1461                 return NULL;
1462         }
1463
1464         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1465                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1466         if (page)
1467                 goto got_pg;
1468
1469         /*
1470          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1471          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1472          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1473          * using a larger set of nodes after it has established that the
1474          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1475          * over allocated.
1476          */
1477         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1478                 goto nopage;
1479
1480         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1481                 wakeup_kswapd(zone, order);
1482
1483         /*
1484          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1485          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1486          * to how we want to proceed.
1487          *
1488          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1489          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1490          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1491          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1492          */
1493         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1494         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1495                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1496         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1497                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1498         if (wait)
1499                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1500
1501         /*
1502          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1503          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1504          *
1505          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1506          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1507          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1508          */
1509         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1510                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1511         if (page)
1512                 goto got_pg;
1513
1514         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1515
1516 rebalance:
1517         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1518                         && !in_interrupt()) {
1519                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1520 nofail_alloc:
1521                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1522                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1523                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1524                         if (page)
1525                                 goto got_pg;
1526                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1527                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1528                                 goto nofail_alloc;
1529                         }
1530                 }
1531                 goto nopage;
1532         }
1533
1534         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1535         if (!wait)
1536                 goto nopage;
1537
1538         cond_resched();
1539
1540         /* We now go into synchronous reclaim */
1541         cpuset_memory_pressure_bump();
1542         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1543         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1544         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1545
1546         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1547
1548         p->reclaim_state = NULL;
1549         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1550
1551         cond_resched();
1552
1553         if (order != 0)
1554                 drain_all_pages();
1555
1556         if (likely(did_some_progress)) {
1557                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1558                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1559                 if (page)
1560                         goto got_pg;
1561         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1562                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1563                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1564                         goto restart;
1565                 }
1566
1567                 /*
1568                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1569                  * very high watermark here, this is only to catch
1570                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1571                  * under heavy pressure.
1572                  */
1573                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1574                         order, zonelist, high_zoneidx,
1575                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1576                 if (page) {
1577                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1578                         goto got_pg;
1579                 }
1580
1581                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1582                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1583                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1584                         goto nopage;
1585                 }
1586
1587                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1588                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1589                 goto restart;
1590         }
1591
1592         /*
1593          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1594          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1595          *
1596          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1597          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1598          * implementations.
1599          *
1600          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1601          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1602          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1603          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1604          * allocation still fails, we stop retrying.
1605          */
1606         pages_reclaimed += did_some_progress;
1607         do_retry = 0;
1608         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1609                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1610                         do_retry = 1;
1611                 } else {
1612                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1613                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1614                                         do_retry = 1;
1615                 }
1616                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1617                         do_retry = 1;
1618         }
1619         if (do_retry) {
1620                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1621                 goto rebalance;
1622         }
1623
1624 nopage:
1625         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1626                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1627                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1628                         p->comm, order, gfp_mask);
1629                 dump_stack();
1630                 show_mem();
1631         }
1632 got_pg:
1633         return page;
1634 }
1635
1636 struct page *
1637 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1638                 struct zonelist *zonelist)
1639 {
1640         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, NULL);
1641 }
1642
1643 struct page *
1644 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1645                 struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1646 {
1647         return __alloc_pages_internal(gfp_mask, order, zonelist, nodemask);
1648 }
1649
1650 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1651
1652 /*
1653  * Common helper functions.
1654  */
1655 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1656 {
1657         struct page * page;
1658         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1659         if (!page)
1660                 return 0;
1661         return (unsigned long) page_address(page);
1662 }
1663
1664 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1665
1666 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1667 {
1668         struct page * page;
1669
1670         /*
1671          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1672          * a highmem page
1673          */
1674         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1675
1676         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1677         if (page)
1678                 return (unsigned long) page_address(page);
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1683
1684 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1685 {
1686         int i = pagevec_count(pvec);
1687
1688         while (--i >= 0)
1689                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1690 }
1691
1692 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1693 {
1694         if (put_page_testzero(page)) {
1695                 if (order == 0)
1696                         free_hot_page(page);
1697                 else
1698                         __free_pages_ok(page, order);
1699         }
1700 }
1701
1702 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1703
1704 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1705 {
1706         if (addr != 0) {
1707                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1708                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1709         }
1710 }
1711
1712 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1713
1714 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1715 {
1716         struct zoneref *z;
1717         struct zone *zone;
1718
1719         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1720         unsigned int sum = 0;
1721
1722         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1723
1724         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1725                 unsigned long size = zone->present_pages;
1726                 unsigned long high = zone->pages_high;
1727                 if (size > high)
1728                         sum += size - high;
1729         }
1730
1731         return sum;
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1736  */
1737 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1738 {
1739         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1740 }
1741 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1742
1743 /*
1744  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1745  */
1746 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1747 {
1748         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1749 }
1750
1751 static inline void show_node(struct zone *zone)
1752 {
1753         if (NUMA_BUILD)
1754                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1755 }
1756
1757 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1758 {
1759         val->totalram = totalram_pages;
1760         val->sharedram = 0;
1761         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1762         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1763         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1764         val->freehigh = nr_free_highpages();
1765         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1766 }
1767
1768 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1769
1770 #ifdef CONFIG_NUMA
1771 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1772 {
1773         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1774
1775         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1776         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1777 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1778         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1779         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1780                         NR_FREE_PAGES);
1781 #else
1782         val->totalhigh = 0;
1783         val->freehigh = 0;
1784 #endif
1785         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1786 }
1787 #endif
1788
1789 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1790
1791 /*
1792  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1793  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1794  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1795  */
1796 void show_free_areas(void)
1797 {
1798         int cpu;
1799         struct zone *zone;
1800
1801         for_each_zone(zone) {
1802                 if (!populated_zone(zone))
1803                         continue;
1804
1805                 show_node(zone);
1806                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1807
1808                 for_each_online_cpu(cpu) {
1809                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1810
1811                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1812
1813                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1814                                cpu, pageset->pcp.high,
1815                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1816                 }
1817         }
1818
1819         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1820                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1821                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1822                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1823                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1824                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1825                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1826                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1827                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1828                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1829                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1830                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1831                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1832
1833         for_each_zone(zone) {
1834                 int i;
1835
1836                 if (!populated_zone(zone))
1837                         continue;
1838
1839                 show_node(zone);
1840                 printk("%s"
1841                         " free:%lukB"
1842                         " min:%lukB"
1843                         " low:%lukB"
1844                         " high:%lukB"
1845                         " active:%lukB"
1846                         " inactive:%lukB"
1847                         " present:%lukB"
1848                         " pages_scanned:%lu"
1849                         " all_unreclaimable? %s"
1850                         "\n",
1851                         zone->name,
1852                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1853                         K(zone->pages_min),
1854                         K(zone->pages_low),
1855                         K(zone->pages_high),
1856                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1857                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1858                         K(zone->present_pages),
1859                         zone->pages_scanned,
1860                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1861                         );
1862                 printk("lowmem_reserve[]:");
1863                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1864                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1865                 printk("\n");
1866         }
1867
1868         for_each_zone(zone) {
1869                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1870
1871                 if (!populated_zone(zone))
1872                         continue;
1873
1874                 show_node(zone);
1875                 printk("%s: ", zone->name);
1876
1877                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1878                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1879                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1880                         total += nr[order] << order;
1881                 }
1882                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1883                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1884                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1885                 printk("= %lukB\n", K(total));
1886         }
1887
1888         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1889
1890         show_swap_cache_info();
1891 }
1892
1893 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1894 {
1895         zoneref->zone = zone;
1896         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Builds allocation fallback zone lists.
1901  *
1902  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1903  */
1904 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1905                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1906 {
1907         struct zone *zone;
1908
1909         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1910         zone_type++;
1911
1912         do {
1913                 zone_type--;
1914                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1915                 if (populated_zone(zone)) {
1916                         zoneref_set_zone(zone,
1917                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
1918                         check_highest_zone(zone_type);
1919                 }
1920
1921         } while (zone_type);
1922         return nr_zones;
1923 }
1924
1925
1926 /*
1927  *  zonelist_order:
1928  *  0 = automatic detection of better ordering.
1929  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1930  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1931  *
1932  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1933  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1934  */
1935 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1936 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1937 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1938
1939 /* zonelist order in the kernel.
1940  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1941  */
1942 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1943 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1944
1945
1946 #ifdef CONFIG_NUMA
1947 /* The value user specified ....changed by config */
1948 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1949 /* string for sysctl */
1950 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1951 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1952
1953 /*
1954  * interface for configure zonelist ordering.
1955  * command line option "numa_zonelist_order"
1956  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1957  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1958  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1959  */
1960
1961 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1962 {
1963         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1964                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1965         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1966                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1967         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1968                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1969         } else {
1970                 printk(KERN_WARNING
1971                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1972                         "%s\n", s);
1973                 return -EINVAL;
1974         }
1975         return 0;
1976 }
1977
1978 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1979 {
1980         if (s)
1981                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1982         return 0;
1983 }
1984 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1985
1986 /*
1987  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1988  */
1989 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1990                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1991                 loff_t *ppos)
1992 {
1993         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1994         int ret;
1995
1996         if (write)
1997                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1998                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1999         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2000         if (ret)
2001                 return ret;
2002         if (write) {
2003                 int oldval = user_zonelist_order;
2004                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2005                         /*
2006                          * bogus value.  restore saved string
2007                          */
2008                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2009                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2010                         user_zonelist_order = oldval;
2011                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2012                         build_all_zonelists();
2013         }
2014         return 0;
2015 }
2016
2017
2018 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2019 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2020
2021 /**
2022  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2023  * @node: node whose fallback list we're appending
2024  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2025  *
2026  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2027  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2028  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2029  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2030  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2031  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2032  * on them otherwise.
2033  * It returns -1 if no node is found.
2034  */
2035 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2036 {
2037         int n, val;
2038         int min_val = INT_MAX;
2039         int best_node = -1;
2040         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2041
2042         /* Use the local node if we haven't already */
2043         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2044                 node_set(node, *used_node_mask);
2045                 return node;
2046         }
2047
2048         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2049
2050                 /* Don't want a node to appear more than once */
2051                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2052                         continue;
2053
2054                 /* Use the distance array to find the distance */
2055                 val = node_distance(node, n);
2056
2057                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2058                 val += (n < node);
2059
2060                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2061                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2062                 if (!cpus_empty(*tmp))
2063                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2064
2065                 /* Slight preference for less loaded node */
2066                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2067                 val += node_load[n];
2068
2069                 if (val < min_val) {
2070                         min_val = val;
2071                         best_node = n;
2072                 }
2073         }
2074
2075         if (best_node >= 0)
2076                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2077
2078         return best_node;
2079 }
2080
2081
2082 /*
2083  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2084  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2085  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2086  */
2087 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2088 {
2089         int j;
2090         struct zonelist *zonelist;
2091
2092         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2093         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2094                 ;
2095         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2096                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2097         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2098         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Build gfp_thisnode zonelists
2103  */
2104 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2105 {
2106         int j;
2107         struct zonelist *zonelist;
2108
2109         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2110         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2111         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2112         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2117  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2118  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2119  * may still exist in local DMA zone.
2120  */
2121 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2122
2123 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2124 {
2125         int pos, j, node;
2126         int zone_type;          /* needs to be signed */
2127         struct zone *z;
2128         struct zonelist *zonelist;
2129
2130         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2131         pos = 0;
2132         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2133                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2134                         node = node_order[j];
2135                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2136                         if (populated_zone(z)) {
2137                                 zoneref_set_zone(z,
2138                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2139                                 check_highest_zone(zone_type);
2140                         }
2141                 }
2142         }
2143         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2144         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2145 }
2146
2147 static int default_zonelist_order(void)
2148 {
2149         int nid, zone_type;
2150         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2151         struct zone *z;
2152         int average_size;
2153         /*
2154          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2155          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2156          * into OOM very easily.
2157          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2158          */
2159         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2160         low_kmem_size = 0;
2161         total_size = 0;
2162         for_each_online_node(nid) {
2163                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2164                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2165                         if (populated_zone(z)) {
2166                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2167                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2168                                 total_size += z->present_pages;
2169                         }
2170                 }
2171         }
2172         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2173             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2174                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2175         /*
2176          * look into each node's config.
2177          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2178          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2179          */
2180         average_size = total_size /
2181                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2182         for_each_online_node(nid) {
2183                 low_kmem_size = 0;
2184                 total_size = 0;
2185                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2186                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2187                         if (populated_zone(z)) {
2188                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2189                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2190                                 total_size += z->present_pages;
2191                         }
2192                 }
2193                 if (low_kmem_size &&
2194                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2195                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2196                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2197         }
2198         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2199 }
2200
2201 static void set_zonelist_order(void)
2202 {
2203         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2204                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2205         else
2206                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2207 }
2208
2209 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2210 {
2211         int j, node, load;
2212         enum zone_type i;
2213         nodemask_t used_mask;
2214         int local_node, prev_node;
2215         struct zonelist *zonelist;
2216         int order = current_zonelist_order;
2217
2218         /* initialize zonelists */
2219         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2220                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2221                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2222                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2223         }
2224
2225         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2226         local_node = pgdat->node_id;
2227         load = num_online_nodes();
2228         prev_node = local_node;
2229         nodes_clear(used_mask);
2230
2231         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2232         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2233         j = 0;
2234
2235         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2236                 int distance = node_distance(local_node, node);
2237
2238                 /*
2239                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2240                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2241                  */
2242                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2243                         zone_reclaim_mode = 1;
2244
2245                 /*
2246                  * We don't want to pressure a particular node.
2247                  * So adding penalty to the first node in same
2248                  * distance group to make it round-robin.
2249                  */
2250                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2251                         node_load[node] = load;
2252
2253                 prev_node = node;
2254                 load--;
2255                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2256                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2257                 else
2258                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2259         }
2260
2261         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2262                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2263                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2264         }
2265
2266         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2267 }
2268
2269 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2270 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2271 {
2272         struct zonelist *zonelist;
2273         struct zonelist_cache *zlc;
2274         struct zoneref *z;
2275
2276         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2277         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2278         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2279         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2280                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2281 }
2282
2283
2284 #else   /* CONFIG_NUMA */
2285
2286 static void set_zonelist_order(void)
2287 {
2288         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2289 }
2290
2291 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2292 {
2293         int node, local_node;
2294         enum zone_type j;
2295         struct zonelist *zonelist;
2296
2297         local_node = pgdat->node_id;
2298
2299         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2300         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2301
2302         /*
2303          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2304          * of all the other nodes.
2305          * We don't want to pressure a particular node, so when
2306          * building the zones for node N, we make sure that the
2307          * zones coming right after the local ones are those from
2308          * node N+1 (modulo N)
2309          */
2310         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2311                 if (!node_online(node))
2312                         continue;
2313                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2314                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2315         }
2316         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2317                 if (!node_online(node))
2318                         continue;
2319                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2320                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2321         }
2322
2323         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2324         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2325 }
2326
2327 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2328 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2329 {
2330         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2331 }
2332
2333 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2334
2335 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2336 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2337 {
2338         int nid;
2339
2340         for_each_online_node(nid) {
2341                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2342
2343                 build_zonelists(pgdat);
2344                 build_zonelist_cache(pgdat);
2345         }
2346         return 0;
2347 }
2348
2349 void build_all_zonelists(void)
2350 {
2351         set_zonelist_order();
2352
2353         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2354                 __build_all_zonelists(NULL);
2355                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2356         } else {
2357                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2358                    of zonelist */
2359                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2360                 /* cpuset refresh routine should be here */
2361         }
2362         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2363         /*
2364          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2365          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2366          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2367          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2368          * disabled and enable it later
2369          */
2370         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2371                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2372         else
2373                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2374
2375         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2376                 "Total pages: %ld\n",
2377                         num_online_nodes(),
2378                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2379                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2380                         vm_total_pages);
2381 #ifdef CONFIG_NUMA
2382         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2383 #endif
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2388  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2389  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2390  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2391  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2392  * conservative, even though it seems large.
2393  *
2394  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2395  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2396  */
2397 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2398
2399 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2400 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2401 {
2402         unsigned long size = 1;
2403
2404         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2405
2406         while (size < pages)
2407                 size <<= 1;
2408
2409         /*
2410          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2411          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2412          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2413          */
2414         size = min(size, 4096UL);
2415
2416         return max(size, 4UL);
2417 }
2418 #else
2419 /*
2420  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2421  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2422  *
2423  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2424  *
2425  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2426  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2427  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2428  *
2429  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2430  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2431  *
2432  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2433  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2434  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2435  */
2436 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2437 {
2438         return 4096UL;
2439 }
2440 #endif
2441
2442 /*
2443  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2444  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2445  * hash function before the remainder is taken.
2446  */
2447 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2448 {
2449         return ffz(~size);
2450 }
2451
2452 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2453
2454 /*
2455  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2456  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2457  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2458  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2459  * blocks as reclaim kicks in
2460  */
2461 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2462 {
2463         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2464         struct page *page;
2465         unsigned long reserve, block_migratetype;
2466
2467         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2468         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2469         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2470         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2471                                                         pageblock_order;
2472
2473         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2474                 if (!pfn_valid(pfn))
2475                         continue;
2476                 page = pfn_to_page(pfn);
2477
2478                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2479                 if (PageReserved(page))
2480                         continue;
2481
2482                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2483
2484                 /* If this block is reserved, account for it */
2485                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2486                         reserve--;
2487                         continue;
2488                 }
2489
2490                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2491                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2492                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2493                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2494                         reserve--;
2495                         continue;
2496                 }
2497
2498                 /*
2499                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2500                  * take it back
2501                  */
2502                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2503                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2504                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2505                 }
2506         }
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2511  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2512  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2513  */
2514 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2515                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2516 {
2517         struct page *page;
2518         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2519         unsigned long pfn;
2520         struct zone *z;
2521
2522         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2523         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2524                 /*
2525                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2526                  * handed to this function.  They do not
2527                  * exist on hotplugged memory.
2528                  */
2529                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2530                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2531                                 continue;
2532                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2533                                 continue;
2534                 }
2535                 page = pfn_to_page(pfn);
2536                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2537                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2538                 init_page_count(page);
2539                 reset_page_mapcount(page);
2540                 SetPageReserved(page);
2541                 /*
2542                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2543                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2544                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2545                  * the address space during boot when many long-lived
2546                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2547                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2548                  * setup_zone_migrate_reserve()
2549                  *
2550                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2551                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2552                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2553                  * pfn out of zone.
2554                  */
2555                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2556                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2557                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2558                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2559
2560                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2561 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2562                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2563                 if (!is_highmem_idx(zone))
2564                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2565 #endif
2566         }
2567 }
2568
2569 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2570 {
2571         int order, t;
2572         for_each_migratetype_order(order, t) {
2573                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2574                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2575         }
2576 }
2577
2578 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2579 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2580         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2581 #endif
2582
2583 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2584 {
2585         int batch;
2586
2587         /*
2588          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2589          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2590          *
2591          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2592          */
2593         batch = zone->present_pages / 1024;
2594         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2595                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2596         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2597         if (batch < 1)
2598                 batch = 1;
2599
2600         /*
2601          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2602          * of 2 value was found to be more likely to have
2603          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2604          *
2605          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2606          * batches of pages, one task can end up with a lot
2607          * of pages of one half of the possible page colors
2608          * and the other with pages of the other colors.
2609          */
2610         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2611
2612         return batch;
2613 }
2614
2615 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2616 {
2617         struct per_cpu_pages *pcp;
2618
2619         memset(p, 0, sizeof(*p));
2620
2621         pcp = &p->pcp;
2622         pcp->count = 0;
2623         pcp->high = 6 * batch;
2624         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2625         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2626 }
2627
2628 /*
2629  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2630  * to the value high for the pageset p.
2631  */
2632
2633 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2634                                 unsigned long high)
2635 {
2636         struct per_cpu_pages *pcp;
2637
2638         pcp = &p->pcp;
2639         pcp->high = high;
2640         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2641         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2642                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2643 }
2644
2645
2646 #ifdef CONFIG_NUMA
2647 /*
2648  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2649  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2650  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2651  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2652  * with interrupts disabled.
2653  *
2654  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2655  *
2656  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2657  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2658  * hotplugged processors.
2659  *
2660  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2661  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2662  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2663  */
2664 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2665
2666 /*
2667  * Dynamically allocate memory for the
2668  * per cpu pageset array in struct zone.
2669  */
2670 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2671 {
2672         struct zone *zone, *dzone;
2673         int node = cpu_to_node(cpu);
2674
2675         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2676
2677         for_each_zone(zone) {
2678
2679                 if (!populated_zone(zone))
2680                         continue;
2681
2682                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2683                                          GFP_KERNEL, node);
2684                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2685                         goto bad;
2686
2687                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2688
2689                 if (percpu_pagelist_fraction)
2690                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2691                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2692         }
2693
2694         return 0;
2695 bad:
2696         for_each_zone(dzone) {
2697                 if (!populated_zone(dzone))
2698                         continue;
2699                 if (dzone == zone)
2700                         break;
2701                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2702                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2703         }
2704         return -ENOMEM;
2705 }
2706
2707 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2708 {
2709         struct zone *zone;
2710
2711         for_each_zone(zone) {
2712                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2713
2714                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2715                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2716                         kfree(pset);
2717                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2718         }
2719 }
2720
2721 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2722                 unsigned long action,
2723                 void *hcpu)
2724 {
2725         int cpu = (long)hcpu;
2726         int ret = NOTIFY_OK;
2727
2728         switch (action) {
2729         case CPU_UP_PREPARE:
2730         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2731                 if (process_zones(cpu))
2732                         ret = NOTIFY_BAD;
2733                 break;
2734         case CPU_UP_CANCELED:
2735         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2736         case CPU_DEAD:
2737         case CPU_DEAD_FROZEN:
2738                 free_zone_pagesets(cpu);
2739                 break;
2740         default:
2741                 break;
2742         }
2743         return ret;
2744 }
2745
2746 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2747         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2748
2749 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2750 {
2751         int err;
2752
2753         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2754          * A cpuup callback will do this for every cpu
2755          * as it comes online
2756          */
2757         err = process_zones(smp_processor_id());
2758         BUG_ON(err);
2759         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2760 }
2761
2762 #endif
2763
2764 static noinline __init_refok
2765 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2766 {
2767         int i;
2768         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2769         size_t alloc_size;
2770
2771         /*
2772          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2773          * per zone.
2774          */
2775         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2776                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2777         zone->wait_table_bits =
2778                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2779         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2780                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2781
2782         if (!slab_is_available()) {
2783                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2784                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2785         } else {
2786                 /*
2787                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2788                  * via memory hot-add.
2789                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2790                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2791                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2792                  * node itself as well.
2793                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2794                  * necessary.
2795                  */
2796                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2797         }
2798         if (!zone->wait_table)
2799                 return -ENOMEM;
2800
2801         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2802                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2803
2804         return 0;
2805 }
2806
2807 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2808 {
2809         int cpu;
2810         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2811
2812         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2813 #ifdef CONFIG_NUMA
2814                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2815                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2816                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2817 #else
2818                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2819 #endif
2820         }
2821         if (zone->present_pages)
2822                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2823                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2824 }
2825
2826 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2827                                         unsigned long zone_start_pfn,
2828                                         unsigned long size,
2829                                         enum memmap_context context)
2830 {
2831         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2832         int ret;
2833         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2834         if (ret)
2835                 return ret;
2836         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2837
2838         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2839
2840         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2841                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2842                         pgdat->node_id,
2843                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2844                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2845
2846         zone_init_free_lists(zone);
2847
2848         return 0;
2849 }
2850
2851 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2852 /*
2853  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2854  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2855  */
2856 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2857 {
2858         int i;
2859
2860         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2861                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2862                         return i;
2863
2864         return -1;
2865 }
2866
2867 /*
2868  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2869  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2870  */
2871 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2872 {
2873         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2874                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2875                         return index;
2876
2877         return -1;
2878 }
2879
2880 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2881 /*
2882  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2883  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2884  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2885  * alternative
2886  */
2887 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2888 {
2889         int i;
2890
2891         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2892                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2893                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2894
2895                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2896                         return early_node_map[i].nid;
2897         }
2898
2899         return 0;
2900 }
2901 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2902
2903 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2904 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2905         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2906                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2907
2908 /**
2909  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2910  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2911  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2912  *
2913  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2914  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2915  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2916  */
2917 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2918                                                 unsigned long max_low_pfn)
2919 {
2920         int i;
2921
2922         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2923                 unsigned long size_pages = 0;
2924                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2925
2926                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2927                         continue;
2928
2929                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2930                         end_pfn = max_low_pfn;
2931
2932                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2933                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2934                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2935                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2936         }
2937 }
2938
2939 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
2940 {
2941         int i;
2942         int ret;
2943
2944         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2945                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
2946                               early_node_map[i].end_pfn, data);
2947                 if (ret)
2948                         break;
2949         }
2950 }
2951 /**
2952  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2953  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2954  *
2955  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2956  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2957  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2958  */
2959 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2960 {
2961         int i;
2962
2963         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2964                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2965                                 early_node_map[i].start_pfn,
2966                                 early_node_map[i].end_pfn);
2967 }
2968
2969 /**
2970  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2971  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2972  * @start_pfn: The start pfn of the node
2973  * @end_pfn: The end pfn of the node
2974  *
2975  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2976  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2977  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2978  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2979  * be used later.
2980  */
2981 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2982 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2983                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2984 {
2985         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
2986                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2987                         nid, start_pfn, end_pfn);
2988
2989         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2990         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2991                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2992
2993         /* Update the boundaries */
2994         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2995                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2996         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2997                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2998 }
2999
3000 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3001 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3002                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3003 {
3004         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3005                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3006                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3007
3008         /* Return if boundary information has not been provided */
3009         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3010                 return;
3011
3012         /* Check the boundaries and update if necessary */
3013         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3014                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3015         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3016                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3017 }
3018 #else
3019 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3020                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3021
3022 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3023                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3024 #endif
3025
3026
3027 /**
3028  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3029  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3030  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3031  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3032  *
3033  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3034  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3035  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3036  * PFNs will be 0.
3037  */
3038 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3039                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3040 {
3041         int i;
3042         *start_pfn = -1UL;
3043         *end_pfn = 0;
3044
3045         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3046                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3047                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3048         }
3049
3050         if (*start_pfn == -1UL)
3051                 *start_pfn = 0;
3052
3053         /* Push the node boundaries out if requested */
3054         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3055 }
3056
3057 /*
3058  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3059  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3060  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3061  */
3062 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3063 {
3064         int zone_index;
3065         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3066                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3067                         continue;
3068
3069                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3070                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3071                         break;
3072         }
3073
3074         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3075         movable_zone = zone_index;
3076 }
3077
3078 /*
3079  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3080  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3081  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3082  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3083  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3084  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3085  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3086  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3087  */
3088 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3089                                         unsigned long zone_type,
3090                                         unsigned long node_start_pfn,
3091                                         unsigned long node_end_pfn,
3092                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3093                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3094 {
3095         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3096         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3097                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3098                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3099                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3100                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3101                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3102
3103                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3104                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3105                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3106                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3107
3108                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3109                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3110                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3111         }
3112 }
3113
3114 /*
3115  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3116  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3117  */
3118 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3119                                         unsigned long zone_type,
3120                                         unsigned long *ignored)
3121 {
3122         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3123         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3124
3125         /* Get the start and end of the node and zone */
3126         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3127         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3128         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3129         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3130                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3131                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3132
3133         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3134         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3135                 return 0;
3136
3137         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3138         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3139         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3140
3141         /* Return the spanned pages */
3142         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3143 }
3144
3145 /*
3146  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3147  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3148  */
3149 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3150                                 unsigned long range_start_pfn,
3151                                 unsigned long range_end_pfn)
3152 {
3153         int i = 0;
3154         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3155         unsigned long start_pfn;
3156
3157         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3158         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3159         if (i == -1)
3160                 return 0;
3161
3162         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3163
3164         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3165         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3166                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3167
3168         /* Find all holes for the zone within the node */
3169         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3170
3171                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3172                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3173                         break;
3174
3175                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3176                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3177                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3178
3179                 /* Update the hole size cound and move on */
3180                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3181                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3182                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3183                 }
3184                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3185         }
3186
3187         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3188         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3189                 hole_pages += range_end_pfn -
3190                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3191
3192         return hole_pages;
3193 }
3194
3195 /**
3196  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3197  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3198  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3199  *
3200  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3201  */
3202 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3203                                                         unsigned long end_pfn)
3204 {
3205         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3206 }
3207
3208 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3209 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3210                                         unsigned long zone_type,
3211                                         unsigned long *ignored)
3212 {
3213         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3214         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3215
3216         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3217         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3218                                                         node_start_pfn);
3219         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3220                                                         node_end_pfn);
3221
3222         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3223                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3224                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3225         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3226 }
3227
3228 #else
3229 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3230                                         unsigned long zone_type,
3231                                         unsigned long *zones_size)
3232 {
3233         return zones_size[zone_type];
3234 }
3235
3236 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3237                                                 unsigned long zone_type,
3238                                                 unsigned long *zholes_size)
3239 {
3240         if (!zholes_size)
3241                 return 0;
3242
3243         return zholes_size[zone_type];
3244 }
3245
3246 #endif
3247
3248 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3249                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3250 {
3251         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3252         enum zone_type i;
3253
3254         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3255                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3256                                                                 zones_size);
3257         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3258
3259         realtotalpages = totalpages;
3260         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3261                 realtotalpages -=
3262                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3263                                                                 zholes_size);
3264         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3265         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3266                                                         realtotalpages);
3267 }
3268
3269 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3270 /*
3271  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3272  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3273  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3274  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3275  * bytes.
3276  */
3277 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3278 {
3279         unsigned long usemapsize;
3280
3281         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3282         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3283         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3284         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3285
3286         return usemapsize / 8;
3287 }
3288
3289 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3290                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3291 {
3292         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3293         zone->pageblock_flags = NULL;
3294         if (usemapsize) {
3295                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3296                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3297         }
3298 }
3299 #else
3300 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3301                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3302 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3303
3304 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3305
3306 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3307 static inline int pageblock_default_order(void)
3308 {
3309         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3310                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3311
3312         return MAX_ORDER-1;
3313 }
3314
3315 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3316 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3317 {
3318         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3319         if (pageblock_order)
3320                 return;
3321
3322         /*
3323          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3324          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3325          */
3326         pageblock_order = order;
3327 }
3328 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3329
3330 /*
3331  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3332  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3333  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3334  * pageblock_order based on the kernel config
3335  */
3336 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3337 {
3338         return MAX_ORDER-1;
3339 }
3340 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3341
3342 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3343
3344 /*
3345  * Set up the zone data structures:
3346  *   - mark all pages reserved
3347  *   - mark all memory queues empty
3348  *   - clear the memory bitmaps
3349  */
3350 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3351                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3352 {
3353         enum zone_type j;
3354         int nid = pgdat->node_id;
3355         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3356         int ret;
3357
3358         pgdat_resize_init(pgdat);
3359         pgdat->nr_zones = 0;
3360         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3361         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3362         
3363         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3364                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3365                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3366
3367                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3368                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3369                                                                 zholes_size);
3370
3371                 /*
3372                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3373                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3374                  * and per-cpu initialisations
3375                  */
3376                 memmap_pages =
3377                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3378                 if (realsize >= memmap_pages) {
3379                         realsize -= memmap_pages;
3380                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3381                                 "%s zone: %lu pages used for memmap\n",
3382                                 zone_names[j], memmap_pages);
3383                 } else
3384                         printk(KERN_WARNING
3385                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3386                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3387
3388                 /* Account for reserved pages */
3389                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3390                         realsize -= dma_reserve;
3391                         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3392                                         "%s zone: %lu pages reserved\n",
3393                                         zone_names[0], dma_reserve);
3394                 }
3395
3396                 if (!is_highmem_idx(j))
3397                         nr_kernel_pages += realsize;
3398                 nr_all_pages += realsize;
3399
3400                 zone->spanned_pages = size;
3401                 zone->present_pages = realsize;
3402 #ifdef CONFIG_NUMA
3403                 zone->node = nid;
3404                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3405                                                 / 100;
3406                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3407 #endif
3408                 zone->name = zone_names[j];
3409                 spin_lock_init(&zone->lock);
3410                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3411                 zone_seqlock_init(zone);
3412                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3413
3414                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3415
3416                 zone_pcp_init(zone);
3417                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3418                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3419                 zone->nr_scan_active = 0;
3420                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3421                 zap_zone_vm_stats(zone);
3422                 zone->flags = 0;
3423                 if (!size)
3424                         continue;
3425
3426                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
3427                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3428                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3429                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3430                 BUG_ON(ret);
3431                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
3432                 zone_start_pfn += size;
3433         }
3434 }
3435
3436 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3437 {
3438         /* Skip empty nodes */
3439         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3440                 return;
3441
3442 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3443         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3444         if (!pgdat->node_mem_map) {
3445                 unsigned long size, start, end;
3446                 struct page *map;
3447
3448                 /*
3449                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3450                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3451                  * for the buddy allocator to function correctly.
3452                  */
3453                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3454                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3455                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3456                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3457                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3458                 if (!map)
3459                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3460                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3461         }
3462 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3463         /*
3464          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3465          */
3466         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3467                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3468 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3469                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3470                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
3471 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3472         }
3473 #endif
3474 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3475 }
3476
3477 void __paginginit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3478                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3479                 unsigned long *zholes_size)
3480 {
3481         pgdat->node_id = nid;
3482         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3483         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3484
3485         alloc_node_mem_map(pgdat);
3486 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3487         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
3488                 nid, (unsigned long)pgdat,
3489                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
3490 #endif
3491
3492         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3493 }
3494
3495 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3496
3497 #if MAX_NUMNODES > 1
3498 /*
3499  * Figure out the number of possible node ids.
3500  */
3501 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3502 {
3503         unsigned int node;
3504         unsigned int highest = 0;
3505
3506         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3507                 highest = node;
3508         nr_node_ids = highest + 1;
3509 }
3510 #else
3511 static inline void setup_nr_node_ids(void)
3512 {
3513 }
3514 #endif
3515
3516 /**
3517  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
3518  * @nid: The node ID the range resides on
3519  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
3520  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
3521  *
3522  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
3523  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
3524  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
3525  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
3526  * the range being registered will be merged with existing ranges.
3527  */
3528 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3529                                                 unsigned long end_pfn)
3530 {
3531         int i;
3532
3533         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
3534                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
3535                         "%d entries of %d used\n",
3536                         nid, start_pfn, end_pfn,
3537                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3538
3539         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
3540
3541         /* Merge with existing active regions if possible */
3542         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3543                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3544                         continue;
3545
3546                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3547                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3548                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3549                         return;
3550
3551                 /* Merge forward if suitable */
3552                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3553                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3554                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3555                         return;
3556                 }
3557
3558                 /* Merge backward if suitable */
3559                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3560                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3561                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3562                         return;
3563                 }
3564         }
3565
3566         /* Check that early_node_map is large enough */
3567         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3568                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3569                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3570                 return;
3571         }
3572
3573         early_node_map[i].nid = nid;
3574         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3575         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3576         nr_nodemap_entries = i + 1;
3577 }
3578
3579 /**
3580  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3581  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3582  * @start_pfn: The new PFN of the range
3583  * @end_pfn: The new PFN of the range
3584  *
3585  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3586  * The map is kept near the end physical page range that has already been
3587  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
3588  * range.
3589  */
3590 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
3591                                 unsigned long end_pfn)
3592 {
3593         int i, j;
3594         int removed = 0;
3595
3596         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
3597                           nid, start_pfn, end_pfn);
3598
3599         /* Find the old active region end and shrink */
3600         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3601                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3602                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
3603                         /* clear it */
3604                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
3605                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
3606                         removed = 1;
3607                         continue;
3608                 }
3609                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
3610                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
3611                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3612                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
3613                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
3614                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
3615                         continue;
3616                 }
3617                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
3618                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
3619                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
3620                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
3621                         continue;
3622                 }
3623         }
3624
3625         if (!removed)
3626                 return;
3627
3628         /* remove the blank ones */
3629         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
3630                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3631                         continue;
3632                 if (early_node_map[i].end_pfn)
3633                         continue;
3634                 /* we found it, get rid of it */
3635                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
3636                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
3637                                 sizeof(early_node_map[j]));
3638                 j = nr_nodemap_entries - 1;
3639                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
3640                 nr_nodemap_entries--;
3641         }
3642 }
3643
3644 /**
3645  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3646  *
3647  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3648  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3649  * all currently registered regions.
3650  */
3651 void __init remove_all_active_ranges(void)
3652 {
3653         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3654         nr_nodemap_entries = 0;
3655 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3656         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3657         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3658 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3659 }
3660
3661 /* Compare two active node_active_regions */
3662 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3663 {
3664         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3665         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3666
3667         /* Done this way to avoid overflows */
3668         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3669                 return 1;
3670         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3671                 return -1;
3672
3673         return 0;
3674 }
3675
3676 /* sort the node_map by start_pfn */
3677 static void __init sort_node_map(void)
3678 {
3679         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3680                         sizeof(struct node_active_region),
3681                         cmp_node_active_region, NULL);
3682 }
3683
3684 /* Find the lowest pfn for a node */
3685 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
3686 {
3687         int i;
3688         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3689
3690         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3691         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3692                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3693
3694         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3695                 printk(KERN_WARNING
3696                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
3697                 return 0;
3698         }
3699
3700         return min_pfn;
3701 }
3702
3703 /**
3704  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3705  *
3706  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3707  * add_active_range().
3708  */
3709 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3710 {
3711         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3712 }
3713
3714 /**
3715  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3716  *
3717  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3718  * add_active_range().
3719  */
3720 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3721 {
3722         int i;
3723         unsigned long max_pfn = 0;
3724
3725         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3726                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3727
3728         return max_pfn;
3729 }
3730
3731 /*
3732  * early_calculate_totalpages()
3733  * Sum pages in active regions for movable zone.
3734  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
3735  */
3736 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
3737 {
3738         int i;
3739         unsigned long totalpages = 0;
3740
3741         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3742                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
3743                                                 early_node_map[i].start_pfn;
3744                 totalpages += pages;
3745                 if (pages)
3746                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
3747         }
3748         return totalpages;
3749 }
3750
3751 /*
3752  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
3753  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
3754  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
3755  * others
3756  */
3757 void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
3758 {
3759         int i, nid;
3760         unsigned long usable_startpfn;
3761         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
3762         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
3763         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
3764
3765         /*
3766          * If movablecore was specified, calculate what size of
3767          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
3768          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
3769          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
3770          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
3771          * what movablecore would have allowed.
3772          */
3773         if (required_movablecore) {
3774                 unsigned long corepages;
3775
3776                 /*
3777                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
3778                  * was requested by the user
3779                  */
3780                 required_movablecore =
3781                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3782                 corepages = totalpages - required_movablecore;
3783
3784                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
3785         }
3786
3787         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
3788         if (!required_kernelcore)
3789                 return;
3790
3791         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
3792         find_usable_zone_for_movable();
3793         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
3794
3795 restart:
3796         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
3797         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3798         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
3799                 /*
3800                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
3801                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
3802                  * amount of memory for the kernel
3803                  */
3804                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
3805                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
3806
3807                 /*
3808                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
3809                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
3810                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
3811                  */
3812                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
3813
3814                 /* Go through each range of PFNs within this node */
3815                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3816                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
3817                         unsigned long size_pages;
3818
3819                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
3820                                                 zone_movable_pfn[nid]);
3821                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3822                         if (start_pfn >= end_pfn)
3823                                 continue;
3824
3825                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
3826                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
3827                                 unsigned long kernel_pages;
3828                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
3829                                                                 - start_pfn;
3830
3831                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
3832                                                         kernelcore_remaining);
3833                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
3834                                                         required_kernelcore);
3835
3836                                 /* Continue if range is now fully accounted */
3837                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
3838
3839                                         /*
3840                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
3841                                          * that if we have to rebalance
3842                                          * kernelcore across nodes, we will
3843                                          * not double account here
3844                                          */
3845                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
3846                                         continue;
3847                                 }
3848                                 start_pfn = usable_startpfn;
3849                         }
3850
3851                         /*
3852                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
3853                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
3854                          * number of pages used as kernelcore
3855                          */
3856                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
3857                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
3858                                 size_pages = kernelcore_remaining;
3859                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
3860
3861                         /*
3862                          * Some kernelcore has been met, update counts and
3863                          * break if the kernelcore for this node has been
3864                          * satisified
3865                          */
3866                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
3867                                                                 size_pages);
3868                         kernelcore_remaining -= size_pages;
3869                         if (!kernelcore_remaining)
3870                                 break;
3871                 }
3872         }
3873
3874         /*
3875          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
3876          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
3877          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
3878          * satisified
3879          */
3880         usable_nodes--;
3881         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
3882                 goto restart;
3883
3884         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
3885         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
3886                 zone_movable_pfn[nid] =
3887                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
3888 }
3889
3890 /* Any regular memory on that node ? */
3891 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
3892 {
3893 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3894         enum zone_type zone_type;
3895
3896         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
3897                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
3898                 if (zone->present_pages)
3899                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
3900         }
3901 #endif
3902 }
3903
3904 /**
3905  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3906  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3907  *
3908  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3909  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3910  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3911  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3912  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3913  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3914  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3915  * at arch_max_dma_pfn.
3916  */
3917 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3918 {
3919         unsigned long nid;
3920         enum zone_type i;
3921
3922         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3923         sort_node_map();
3924
3925         /* Record where the zone boundaries are */
3926         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3927                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3928         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3929                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3930         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3931         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3932         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3933                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3934                         continue;
3935                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3936                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3937                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3938                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3939         }
3940         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3941         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
3942
3943         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3944         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
3945         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
3946
3947         /* Print out the zone ranges */
3948         printk("Zone PFN ranges:\n");
3949         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3950                 if (i == ZONE_MOVABLE)
3951                         continue;
3952                 printk("  %-8s %0#10lx -> %0#10lx\n",
3953                                 zone_names[i],
3954                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3955                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3956         }
3957
3958         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
3959         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
3960         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
3961                 if (zone_movable_pfn[i])
3962                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
3963         }
3964
3965         /* Print out the early_node_map[] */
3966         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3967         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3968                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
3969                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3970                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3971
3972         /* Initialise every node */
3973         mminit_verify_pageflags_layout();
3974         setup_nr_node_ids();
3975         for_each_online_node(nid) {
3976                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3977                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3978                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3979
3980                 /* Any memory on that node */
3981                 if (pgdat->node_present_pages)
3982                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
3983                 check_for_regular_memory(pgdat);
3984         }
3985 }
3986
3987 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
3988 {
3989         unsigned long long coremem;
3990         if (!p)
3991                 return -EINVAL;
3992
3993         coremem = memparse(p, &p);
3994         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
3995
3996         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
3997         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
3998
3999         return 0;
4000 }
4001
4002 /*
4003  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4004  * cannot be reclaimed or migrated.
4005  */
4006 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4007 {
4008         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4009 }
4010
4011 /*
4012  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4013  * can be reclaimed or migrated.
4014  */
4015 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4016 {
4017         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4018 }
4019
4020 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4021 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4022
4023 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4024
4025 /**
4026  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4027  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4028  *
4029  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4030  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4031  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4032  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4033  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4034  * smaller per-cpu batchsize.
4035  */
4036 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4037 {
4038         dma_reserve = new_dma_reserve;
4039 }
4040
4041 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4042 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
4043 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
4044
4045 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
4046 #endif
4047
4048 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
4049 {
4050         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
4051                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
4052 }
4053
4054 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4055                                  unsigned long action, void *hcpu)
4056 {
4057         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4058
4059         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
4060                 drain_pages(cpu);
4061
4062                 /*
4063                  * Spill the event counters of the dead processor
4064                  * into the current processors event counters.
4065                  * This artificially elevates the count of the current
4066                  * processor.
4067                  */
4068                 vm_events_fold_cpu(cpu);
4069
4070                 /*
4071                  * Zero the differential counters of the dead processor
4072                  * so that the vm statistics are consistent.
4073                  *
4074                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
4075                  * race with what we are doing.
4076                  */
4077                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
4078         }
4079         return NOTIFY_OK;
4080 }
4081
4082 void __init page_alloc_init(void)
4083 {
4084         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
4085 }
4086
4087 /*
4088  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
4089  *      or min_free_kbytes changes.
4090  */
4091 static void calculate_totalreserve_pages(void)
4092 {
4093         struct pglist_data *pgdat;
4094         unsigned long reserve_pages = 0;
4095         enum zone_type i, j;
4096
4097         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4098                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4099                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
4100                         unsigned long max = 0;
4101
4102                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
4103                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4104                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
4105                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
4106                         }
4107
4108                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
4109                         max += zone->pages_high;
4110
4111                         if (max > zone->present_pages)
4112                                 max = zone->present_pages;
4113                         reserve_pages += max;
4114                 }
4115         }
4116         totalreserve_pages = reserve_pages;
4117 }
4118
4119 /*
4120  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
4121  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
4122  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
4123  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
4124  */
4125 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
4126 {
4127         struct pglist_data *pgdat;
4128         enum zone_type j, idx;
4129
4130         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4131                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4132                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4133                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
4134
4135                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
4136
4137                         idx = j;
4138                         while (idx) {
4139                                 struct zone *lower_zone;
4140
4141                                 idx--;
4142
4143                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
4144                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
4145
4146                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
4147                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
4148                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
4149                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
4150                         }
4151                 }
4152         }
4153
4154         /* update totalreserve_pages */
4155         calculate_totalreserve_pages();
4156 }
4157
4158 /**
4159  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
4160  *
4161  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
4162  * with respect to min_free_kbytes.
4163  */
4164 void setup_per_zone_pages_min(void)
4165 {
4166         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
4167         unsigned long lowmem_pages = 0;
4168         struct zone *zone;
4169         unsigned long flags;
4170
4171         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
4172         for_each_zone(zone) {
4173                 if (!is_highmem(zone))
4174                         lowmem_pages += zone->present_pages;
4175         }
4176
4177         for_each_zone(zone) {
4178                 u64 tmp;
4179
4180                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4181                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
4182                 do_div(tmp, lowmem_pages);
4183                 if (is_highmem(zone)) {
4184                         /*
4185                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
4186                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
4187                          * value here.
4188                          *
4189                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
4190                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
4191                          * not be capped for highmem.
4192                          */
4193                         int min_pages;
4194
4195                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
4196                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
4197                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
4198                         if (min_pages > 128)
4199                                 min_pages = 128;
4200                         zone->pages_min = min_pages;
4201                 } else {
4202                         /*
4203                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
4204                          * proportionate to the zone's size.
4205                          */
4206                         zone->pages_min = tmp;
4207                 }
4208
4209                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
4210                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
4211                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
4212                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4213         }
4214
4215         /* update totalreserve_pages */
4216         calculate_totalreserve_pages();
4217 }
4218
4219 /*
4220  * Initialise min_free_kbytes.
4221  *
4222  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
4223  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
4224  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
4225  *
4226  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
4227  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
4228  *
4229  * which yields
4230  *
4231  * 16MB:        512k
4232  * 32MB:        724k
4233  * 64MB:        1024k
4234  * 128MB:       1448k
4235  * 256MB:       2048k
4236  * 512MB:       2896k
4237  * 1024MB:      4096k
4238  * 2048MB:      5792k
4239  * 4096MB:      8192k
4240  * 8192MB:      11584k
4241  * 16384MB:     16384k
4242  */
4243 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
4244 {
4245         unsigned long lowmem_kbytes;
4246
4247         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
4248
4249         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
4250         if (min_free_kbytes < 128)
4251                 min_free_kbytes = 128;
4252         if (min_free_kbytes > 65536)
4253                 min_free_kbytes = 65536;
4254         setup_per_zone_pages_min();
4255         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4256         return 0;
4257 }
4258 module_init(init_per_zone_pages_min)
4259
4260 /*
4261  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
4262  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
4263  *      changes.
4264  */
4265 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
4266         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4267 {
4268         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
4269         if (write)
4270                 setup_per_zone_pages_min();
4271         return 0;
4272 }
4273
4274 #ifdef CONFIG_NUMA
4275 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4276         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4277 {
4278         struct zone *zone;
4279         int rc;
4280
4281         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4282         if (rc)
4283                 return rc;
4284
4285         for_each_zone(zone)
4286                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
4287                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
4288         return 0;
4289 }
4290
4291 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4292         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4293 {
4294         struct zone *zone;
4295         int rc;
4296
4297         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4298         if (rc)
4299                 return rc;
4300
4301         for_each_zone(zone)
4302                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
4303                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4304         return 0;
4305 }
4306 #endif
4307
4308 /*
4309  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
4310  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
4311  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
4312  *
4313  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
4314  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
4315  * if in function of the boot time zone sizes.
4316  */
4317 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4318         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4319 {
4320         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4321         setup_per_zone_lowmem_reserve();
4322         return 0;
4323 }
4324
4325 /*
4326  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
4327  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
4328  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
4329  */
4330
4331 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
4332         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
4333 {
4334         struct zone *zone;
4335         unsigned int cpu;
4336         int ret;
4337
4338         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
4339         if (!write || (ret == -EINVAL))
4340                 return ret;
4341         for_each_zone(zone) {
4342                 for_each_online_cpu(cpu) {
4343                         unsigned long  high;
4344                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
4345                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
4346                 }
4347         }
4348         return 0;
4349 }
4350
4351 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
4352
4353 #ifdef CONFIG_NUMA
4354 static int __init set_hashdist(char *str)
4355 {
4356         if (!str)
4357                 return 0;
4358         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
4359         return 1;
4360 }
4361 __setup("hashdist=", set_hashdist);
4362 #endif
4363
4364 /*
4365  * allocate a large system hash table from bootmem
4366  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
4367  *   quantity of entries
4368  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
4369  */
4370 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
4371                                      unsigned long bucketsize,
4372                                      unsigned long numentries,
4373                                      int scale,
4374                                      int flags,
4375                                      unsigned int *_hash_shift,
4376                                      unsigned int *_hash_mask,
4377                                      unsigned long limit)
4378 {
4379         unsigned long long max = limit;
4380         unsigned long log2qty, size;
4381         void *table = NULL;
4382
4383         /* allow the kernel cmdline to have a say */
4384         if (!numentries) {
4385                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
4386                 numentries = nr_kernel_pages;
4387                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
4388                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
4389                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
4390
4391                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
4392                 if (scale > PAGE_SHIFT)
4393                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
4394                 else
4395                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
4396
4397                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
4398                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
4399                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
4400         }
4401         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
4402
4403         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
4404         if (max == 0) {
4405                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
4406                 do_div(max, bucketsize);
4407         }
4408
4409         if (numentries > max)
4410                 numentries = max;
4411
4412         log2qty = ilog2(numentries);
4413
4414         do {
4415                 size = bucketsize << log2qty;
4416                 if (flags & HASH_EARLY)
4417                         table = alloc_bootmem(size);
4418                 else if (hashdist)
4419                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
4420                 else {
4421                         unsigned long order = get_order(size);
4422                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
4423                         /*
4424                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
4425                          * some pages at the end of hash table.
4426                          */
4427                         if (table) {
4428                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
4429                                                 (PAGE_SIZE << order);
4430                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
4431                                                 PAGE_ALIGN(size);
4432                                 split_page(virt_to_page(table), order);
4433                                 while (used < alloc_end) {
4434                                         free_page(used);
4435                                         used += PAGE_SIZE;
4436                                 }
4437                         }
4438                 }
4439         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
4440
4441         if (!table)
4442                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
4443
4444         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
4445                tablename,
4446                (1U << log2qty),
4447                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
4448                size);
4449
4450         if (_hash_shift)
4451                 *_hash_shift = log2qty;
4452         if (_hash_mask)
4453                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
4454
4455         return table;
4456 }
4457
4458 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
4459 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
4460 {
4461         return __pfn_to_page(pfn);
4462 }
4463 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
4464 {
4465         return __page_to_pfn(page);
4466 }
4467 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
4468 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
4469 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
4470
4471 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
4472 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
4473                                                         unsigned long pfn)
4474 {
4475 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4476         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
4477 #else
4478         return zone->pageblock_flags;
4479 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4480 }
4481
4482 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
4483 {
4484 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
4485         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
4486         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4487 #else
4488         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
4489         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
4490 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4491 }
4492
4493 /**
4494  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
4495  * @page: The page within the block of interest
4496  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
4497  * @end_bitidx: The last bit of interest
4498  * returns pageblock_bits flags
4499  */
4500 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
4501                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4502 {
4503         struct zone *zone;
4504         unsigned long *bitmap;
4505         unsigned long pfn, bitidx;
4506         unsigned long flags = 0;
4507         unsigned long value = 1;
4508
4509         zone = page_zone(page);
4510         pfn = page_to_pfn(page);
4511         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4512         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4513
4514         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4515                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
4516                         flags |= value;
4517
4518         return flags;
4519 }
4520
4521 /**
4522  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
4523  * @page: The page within the block of interest
4524  * @start_bitidx: The first bit of interest
4525  * @end_bitidx: The last bit of interest
4526  * @flags: The flags to set
4527  */
4528 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
4529                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
4530 {
4531         struct zone *zone;
4532         unsigned long *bitmap;
4533         unsigned long pfn, bitidx;
4534         unsigned long value = 1;
4535
4536         zone = page_zone(page);
4537         pfn = page_to_pfn(page);
4538         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
4539         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
4540         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
4541         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
4542
4543         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
4544                 if (flags & value)
4545                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4546                 else
4547                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
4548 }
4549
4550 /*
4551  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
4552  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
4553  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
4554  */
4555
4556 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
4557 {
4558         struct zone *zone;
4559         unsigned long flags;
4560         int ret = -EBUSY;
4561
4562         zone = page_zone(page);
4563         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4564         /*
4565          * In future, more migrate types will be able to be isolation target.
4566          */
4567         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_MOVABLE)
4568                 goto out;
4569         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
4570         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
4571         ret = 0;
4572 out:
4573         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4574         if (!ret)
4575                 drain_all_pages();
4576         return ret;
4577 }
4578
4579 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
4580 {
4581         struct zone *zone;
4582         unsigned long flags;
4583         zone = page_zone(page);
4584         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4585         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
4586                 goto out;
4587         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4588         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4589 out:
4590         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4591 }
4592
4593 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
4594 /*
4595  * All pages in the range must be isolated before calling this.
4596  */
4597 void
4598 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4599 {
4600         struct page *page;
4601         struct zone *zone;
4602         int order, i;
4603         unsigned long pfn;
4604         unsigned long flags;
4605         /* find the first valid pfn */
4606         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
4607                 if (pfn_valid(pfn))
4608                         break;
4609         if (pfn == end_pfn)
4610                 return;
4611         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
4612         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
4613         pfn = start_pfn;
4614         while (pfn < end_pfn) {
4615                 if (!pfn_valid(pfn)) {
4616                         pfn++;
4617                         continue;
4618                 }
4619                 page = pfn_to_page(pfn);
4620                 BUG_ON(page_count(page));
4621                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
4622                 order = page_order(page);
4623 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4624                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
4625                        pfn, 1 << order, end_pfn);
4626 #endif
4627                 list_del(&page->lru);
4628                 rmv_page_order(page);
4629                 zone->free_area[order].nr_free--;
4630                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
4631                                       - (1UL << order));
4632                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
4633                         SetPageReserved((page+i));
4634                 pfn += (1 << order);
4635         }
4636         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
4637 }
4638 #endif