Merge branch 'develop-3.0' of ssh://rk29/rk/kernel into develop-3.0
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130
131 static bool pm_suspending(void)
132 {
133         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
134                 return false;
135         return true;
136 }
137
138 #else
139
140 static bool pm_suspending(void)
141 {
142         return false;
143 }
144 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
145
146 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
147 int pageblock_order __read_mostly;
148 #endif
149
150 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
151
152 /*
153  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
154  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
155  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
156  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
157  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
158  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
159  *
160  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
161  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
162  */
163 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
164 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
165          256,
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
168          256,
169 #endif
170 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
171          32,
172 #endif
173          32,
174 };
175
176 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
177
178 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
179 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
180          "DMA",
181 #endif
182 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
183          "DMA32",
184 #endif
185          "Normal",
186 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
187          "HighMem",
188 #endif
189          "Movable",
190 };
191
192 int min_free_kbytes = 1024;
193 int min_free_order_shift = 1;
194
195 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
196 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
197 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
198
199 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
200   /*
201    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
202    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
203    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
204    * so the number of times add_active_range() can be called is
205    * related to the number of nodes and the number of holes
206    */
207   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
208     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
209     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
210   #else
211     #if MAX_NUMNODES >= 32
212       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
213       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
214     #else
215       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
216       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
217     #endif
218   #endif
219
220   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
221   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
222   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
223   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
224   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
225   static unsigned long __initdata required_movablecore;
226   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
227
228   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
229   int movable_zone;
230   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
231 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
232
233 #if MAX_NUMNODES > 1
234 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
235 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
236 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
237 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
238 #endif
239
240 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
241
242 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
243 {
244
245         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
246                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
247
248         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
249                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
250 }
251
252 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
253
254 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
255 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
256 {
257         int ret = 0;
258         unsigned seq;
259         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
260
261         do {
262                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
263                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
264                         ret = 1;
265                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
266                         ret = 1;
267         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
268
269         return ret;
270 }
271
272 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
273 {
274         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
275                 return 0;
276         if (zone != page_zone(page))
277                 return 0;
278
279         return 1;
280 }
281 /*
282  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
283  */
284 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
285 {
286         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
287                 return 1;
288         if (!page_is_consistent(zone, page))
289                 return 1;
290
291         return 0;
292 }
293 #else
294 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
295 {
296         return 0;
297 }
298 #endif
299
300 static void bad_page(struct page *page)
301 {
302         static unsigned long resume;
303         static unsigned long nr_shown;
304         static unsigned long nr_unshown;
305
306         /* Don't complain about poisoned pages */
307         if (PageHWPoison(page)) {
308                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
309                 return;
310         }
311
312         /*
313          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
314          * or allow a steady drip of one report per second.
315          */
316         if (nr_shown == 60) {
317                 if (time_before(jiffies, resume)) {
318                         nr_unshown++;
319                         goto out;
320                 }
321                 if (nr_unshown) {
322                         printk(KERN_ALERT
323                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
324                                 nr_unshown);
325                         nr_unshown = 0;
326                 }
327                 nr_shown = 0;
328         }
329         if (nr_shown++ == 0)
330                 resume = jiffies + 60 * HZ;
331
332         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
333                 current->comm, page_to_pfn(page));
334         dump_page(page);
335
336         dump_stack();
337 out:
338         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
339         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
340         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
341 }
342
343 /*
344  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
345  *
346  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
347  *
348  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
349  *
350  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
351  * the head page (even the head page has this).
352  *
353  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
354  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
355  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
356  */
357
358 static void free_compound_page(struct page *page)
359 {
360         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
361 }
362
363 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
364 {
365         int i;
366         int nr_pages = 1 << order;
367
368         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
369         set_compound_order(page, order);
370         __SetPageHead(page);
371         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
372                 struct page *p = page + i;
373                 __SetPageTail(p);
374                 set_page_count(p, 0);
375                 p->first_page = page;
376         }
377 }
378
379 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
380 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
381 {
382         int i;
383         int nr_pages = 1 << order;
384         int bad = 0;
385
386         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
387             unlikely(!PageHead(page))) {
388                 bad_page(page);
389                 bad++;
390         }
391
392         __ClearPageHead(page);
393
394         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
395                 struct page *p = page + i;
396
397                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
398                         bad_page(page);
399                         bad++;
400                 }
401                 __ClearPageTail(p);
402         }
403
404         return bad;
405 }
406
407 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
408 {
409         int i;
410
411         /*
412          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
413          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
414          */
415         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
416         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
417                 clear_highpage(page + i);
418 }
419
420 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
421 {
422         set_page_private(page, order);
423         __SetPageBuddy(page);
424 }
425
426 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
427 {
428         __ClearPageBuddy(page);
429         set_page_private(page, 0);
430 }
431
432 /*
433  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
434  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
435  *
436  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
437  * the following equation:
438  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
439  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
440  * 1 buddy is #10:
441  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
442  *
443  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
444  * satisfies the following equation:
445  *     P = B & ~(1 << O)
446  *
447  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
448  */
449 static inline unsigned long
450 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
451 {
452         return page_idx ^ (1 << order);
453 }
454
455 /*
456  * This function checks whether a page is free && is the buddy
457  * we can do coalesce a page and its buddy if
458  * (a) the buddy is not in a hole &&
459  * (b) the buddy is in the buddy system &&
460  * (c) a page and its buddy have the same order &&
461  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
462  *
463  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
464  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
465  *
466  * For recording page's order, we use page_private(page).
467  */
468 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
469                                                                 int order)
470 {
471         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
472                 return 0;
473
474         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
475                 return 0;
476
477         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
478                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
479                 return 1;
480         }
481         return 0;
482 }
483
484 /*
485  * Freeing function for a buddy system allocator.
486  *
487  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
488  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
489  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
490  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
491  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
492  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
493  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
494  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
495  * parts of the VM system.
496  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
497  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
498  * order is recorded in page_private(page) field.
499  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
500  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
501  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
502  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
503  * triggers coalescing into a block of larger size.            
504  *
505  * -- wli
506  */
507
508 static inline void __free_one_page(struct page *page,
509                 struct zone *zone, unsigned int order,
510                 int migratetype)
511 {
512         unsigned long page_idx;
513         unsigned long combined_idx;
514         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
515         struct page *buddy;
516
517         if (unlikely(PageCompound(page)))
518                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
519                         return;
520
521         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
522
523         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
524
525         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
526         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
527
528         while (order < MAX_ORDER-1) {
529                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
530                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
531                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
532                         break;
533
534                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
535                 list_del(&buddy->lru);
536                 zone->free_area[order].nr_free--;
537                 rmv_page_order(buddy);
538                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
539                 page = page + (combined_idx - page_idx);
540                 page_idx = combined_idx;
541                 order++;
542         }
543         set_page_order(page, order);
544
545         /*
546          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
547          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
548          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
549          * that is happening, add the free page to the tail of the list
550          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
551          * as a higher order page
552          */
553         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
554                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
555                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
556                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
557                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
558                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
559                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
560                         list_add_tail(&page->lru,
561                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
562                         goto out;
563                 }
564         }
565
566         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
567 out:
568         zone->free_area[order].nr_free++;
569 }
570
571 /*
572  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
573  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
574  * free_pages_check() will verify...
575  */
576 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
577 {
578         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
579         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
580 }
581
582 static inline int free_pages_check(struct page *page)
583 {
584         if (unlikely(page_mapcount(page) |
585                 (page->mapping != NULL)  |
586                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
587                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
588                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
589                 bad_page(page);
590                 return 1;
591         }
592         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
593                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
594         return 0;
595 }
596
597 /*
598  * Frees a number of pages from the PCP lists
599  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
600  * count is the number of pages to free.
601  *
602  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
603  * see if this freeing clears that state.
604  *
605  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
606  * pinned" detection logic.
607  */
608 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
609                                         struct per_cpu_pages *pcp)
610 {
611         int migratetype = 0;
612         int batch_free = 0;
613         int to_free = count;
614
615         spin_lock(&zone->lock);
616         zone->all_unreclaimable = 0;
617         zone->pages_scanned = 0;
618
619         while (to_free) {
620                 struct page *page;
621                 struct list_head *list;
622
623                 /*
624                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
625                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
626                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
627                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
628                  * lists
629                  */
630                 do {
631                         batch_free++;
632                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
633                                 migratetype = 0;
634                         list = &pcp->lists[migratetype];
635                 } while (list_empty(list));
636
637                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
638                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
639                         batch_free = to_free;
640
641                 do {
642                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
643                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
644                         list_del(&page->lru);
645                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
646                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
647                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
648                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
649         }
650         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
651         spin_unlock(&zone->lock);
652 }
653
654 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
655                                 int migratetype)
656 {
657         spin_lock(&zone->lock);
658         zone->all_unreclaimable = 0;
659         zone->pages_scanned = 0;
660
661         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
662         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
663         spin_unlock(&zone->lock);
664 }
665
666 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
667 {
668         int i;
669         int bad = 0;
670
671         trace_mm_page_free_direct(page, order);
672         kmemcheck_free_shadow(page, order);
673
674         if (PageAnon(page))
675                 page->mapping = NULL;
676         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
677                 bad += free_pages_check(page + i);
678         if (bad)
679                 return false;
680
681         if (!PageHighMem(page)) {
682                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
683                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
684                                            PAGE_SIZE << order);
685         }
686         arch_free_page(page, order);
687         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
688
689         return true;
690 }
691
692 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
693 {
694         unsigned long flags;
695         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
696
697         if (!free_pages_prepare(page, order))
698                 return;
699
700         local_irq_save(flags);
701         if (unlikely(wasMlocked))
702                 free_page_mlock(page);
703         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
704         free_one_page(page_zone(page), page, order,
705                                         get_pageblock_migratetype(page));
706         local_irq_restore(flags);
707 }
708
709 /*
710  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
711  */
712 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
713 {
714         if (order == 0) {
715                 __ClearPageReserved(page);
716                 set_page_count(page, 0);
717                 set_page_refcounted(page);
718                 __free_page(page);
719         } else {
720                 int loop;
721
722                 prefetchw(page);
723                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
724                         struct page *p = &page[loop];
725
726                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
727                                 prefetchw(p + 1);
728                         __ClearPageReserved(p);
729                         set_page_count(p, 0);
730                 }
731
732                 set_page_refcounted(page);
733                 __free_pages(page, order);
734         }
735 }
736
737
738 /*
739  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
740  * Please do not alter this order without good reasons and regression
741  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
742  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
743  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
744  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
745  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
746  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
747  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
748  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
749  *
750  * -- wli
751  */
752 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
753         int low, int high, struct free_area *area,
754         int migratetype)
755 {
756         unsigned long size = 1 << high;
757
758         while (high > low) {
759                 area--;
760                 high--;
761                 size >>= 1;
762                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
763                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
764                 area->nr_free++;
765                 set_page_order(&page[size], high);
766         }
767 }
768
769 /*
770  * This page is about to be returned from the page allocator
771  */
772 static inline int check_new_page(struct page *page)
773 {
774         if (unlikely(page_mapcount(page) |
775                 (page->mapping != NULL)  |
776                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
777                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
778                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
779                 bad_page(page);
780                 return 1;
781         }
782         return 0;
783 }
784
785 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
786 {
787         int i;
788
789         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
790                 struct page *p = page + i;
791                 if (unlikely(check_new_page(p)))
792                         return 1;
793         }
794
795         set_page_private(page, 0);
796         set_page_refcounted(page);
797
798         arch_alloc_page(page, order);
799         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
800
801         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
802                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
803
804         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
805                 prep_compound_page(page, order);
806
807         return 0;
808 }
809
810 /*
811  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
812  * the smallest available page from the freelists
813  */
814 static inline
815 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
816                                                 int migratetype)
817 {
818         unsigned int current_order;
819         struct free_area * area;
820         struct page *page;
821
822         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
823         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
824                 area = &(zone->free_area[current_order]);
825                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
826                         continue;
827
828                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
829                                                         struct page, lru);
830                 list_del(&page->lru);
831                 rmv_page_order(page);
832                 area->nr_free--;
833                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
834                 return page;
835         }
836
837         return NULL;
838 }
839
840
841 /*
842  * This array describes the order lists are fallen back to when
843  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
844  */
845 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
846         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
847         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
848         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
849         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
850 };
851
852 /*
853  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
854  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
855  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
856  */
857 static int move_freepages(struct zone *zone,
858                           struct page *start_page, struct page *end_page,
859                           int migratetype)
860 {
861         struct page *page;
862         unsigned long order;
863         int pages_moved = 0;
864
865 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
866         /*
867          * page_zone is not safe to call in this context when
868          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
869          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
870          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
871          * grouping pages by mobility
872          */
873         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
874 #endif
875
876         for (page = start_page; page <= end_page;) {
877                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
878                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
879
880                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
881                         page++;
882                         continue;
883                 }
884
885                 if (!PageBuddy(page)) {
886                         page++;
887                         continue;
888                 }
889
890                 order = page_order(page);
891                 list_move(&page->lru,
892                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
893                 page += 1 << order;
894                 pages_moved += 1 << order;
895         }
896
897         return pages_moved;
898 }
899
900 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
901                                 int migratetype)
902 {
903         unsigned long start_pfn, end_pfn;
904         struct page *start_page, *end_page;
905
906         start_pfn = page_to_pfn(page);
907         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
908         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
909         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
910         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
911
912         /* Do not cross zone boundaries */
913         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
914                 start_page = page;
915         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
916                 return 0;
917
918         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
919 }
920
921 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
922                                         int start_order, int migratetype)
923 {
924         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
925
926         while (nr_pageblocks--) {
927                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
928                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
929         }
930 }
931
932 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
933 static inline struct page *
934 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
935 {
936         struct free_area * area;
937         int current_order;
938         struct page *page;
939         int migratetype, i;
940
941         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
942         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
943                                                 --current_order) {
944                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
945                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
946
947                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
948                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
949                                 continue;
950
951                         area = &(zone->free_area[current_order]);
952                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
953                                 continue;
954
955                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
956                                         struct page, lru);
957                         area->nr_free--;
958
959                         /*
960                          * If breaking a large block of pages, move all free
961                          * pages to the preferred allocation list. If falling
962                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
963                          * aggressive about taking ownership of free pages
964                          */
965                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
966                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
967                                         page_group_by_mobility_disabled) {
968                                 unsigned long pages;
969                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
970                                                                 start_migratetype);
971
972                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
973                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
974                                                 page_group_by_mobility_disabled)
975                                         set_pageblock_migratetype(page,
976                                                                 start_migratetype);
977
978                                 migratetype = start_migratetype;
979                         }
980
981                         /* Remove the page from the freelists */
982                         list_del(&page->lru);
983                         rmv_page_order(page);
984
985                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
986                         if (current_order >= pageblock_order)
987                                 change_pageblock_range(page, current_order,
988                                                         start_migratetype);
989
990                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
991
992                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
993                                 start_migratetype, migratetype);
994
995                         return page;
996                 }
997         }
998
999         return NULL;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1004  * Call me with the zone->lock already held.
1005  */
1006 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1007                                                 int migratetype)
1008 {
1009         struct page *page;
1010
1011 retry_reserve:
1012         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1013
1014         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1015                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1016
1017                 /*
1018                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1019                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1020                  * and we want just one call site
1021                  */
1022                 if (!page) {
1023                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1024                         goto retry_reserve;
1025                 }
1026         }
1027
1028         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1029         return page;
1030 }
1031
1032 /* 
1033  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1034  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1035  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1036  */
1037 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1038                         unsigned long count, struct list_head *list,
1039                         int migratetype, int cold)
1040 {
1041         int i;
1042         
1043         spin_lock(&zone->lock);
1044         for (i = 0; i < count; ++i) {
1045                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1046                 if (unlikely(page == NULL))
1047                         break;
1048
1049                 /*
1050                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1051                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1052                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1053                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1054                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1055                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1056                  * properly.
1057                  */
1058                 if (likely(cold == 0))
1059                         list_add(&page->lru, list);
1060                 else
1061                         list_add_tail(&page->lru, list);
1062                 set_page_private(page, migratetype);
1063                 list = &page->lru;
1064         }
1065         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1066         spin_unlock(&zone->lock);
1067         return i;
1068 }
1069
1070 #ifdef CONFIG_NUMA
1071 /*
1072  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1073  * currently executing processor on remote nodes after they have
1074  * expired.
1075  *
1076  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1077  * a single processor.
1078  */
1079 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1080 {
1081         unsigned long flags;
1082         int to_drain;
1083
1084         local_irq_save(flags);
1085         if (pcp->count >= pcp->batch)
1086                 to_drain = pcp->batch;
1087         else
1088                 to_drain = pcp->count;
1089         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1090         pcp->count -= to_drain;
1091         local_irq_restore(flags);
1092 }
1093 #endif
1094
1095 /*
1096  * Drain pages of the indicated processor.
1097  *
1098  * The processor must either be the current processor and the
1099  * thread pinned to the current processor or a processor that
1100  * is not online.
1101  */
1102 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1103 {
1104         unsigned long flags;
1105         struct zone *zone;
1106
1107         for_each_populated_zone(zone) {
1108                 struct per_cpu_pageset *pset;
1109                 struct per_cpu_pages *pcp;
1110
1111                 local_irq_save(flags);
1112                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1113
1114                 pcp = &pset->pcp;
1115                 if (pcp->count) {
1116                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1117                         pcp->count = 0;
1118                 }
1119                 local_irq_restore(flags);
1120         }
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1125  */
1126 void drain_local_pages(void *arg)
1127 {
1128         drain_pages(smp_processor_id());
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1133  */
1134 void drain_all_pages(void)
1135 {
1136         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1140
1141 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1142 {
1143         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1144         unsigned long flags;
1145         int order, t;
1146         struct list_head *curr;
1147
1148         if (!zone->spanned_pages)
1149                 return;
1150
1151         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1152
1153         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1154         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1155                 if (pfn_valid(pfn)) {
1156                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1157
1158                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1159                                 swsusp_unset_page_free(page);
1160                 }
1161
1162         for_each_migratetype_order(order, t) {
1163                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1164                         unsigned long i;
1165
1166                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1167                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1168                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1169                 }
1170         }
1171         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1172 }
1173 #endif /* CONFIG_PM */
1174
1175 /*
1176  * Free a 0-order page
1177  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1178  */
1179 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1180 {
1181         struct zone *zone = page_zone(page);
1182         struct per_cpu_pages *pcp;
1183         unsigned long flags;
1184         int migratetype;
1185         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1186
1187         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1188                 return;
1189
1190         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1191         set_page_private(page, migratetype);
1192         local_irq_save(flags);
1193         if (unlikely(wasMlocked))
1194                 free_page_mlock(page);
1195         __count_vm_event(PGFREE);
1196
1197         /*
1198          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1199          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1200          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1201          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1202          * excessively into the page allocator
1203          */
1204         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1205                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1206                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1207                         goto out;
1208                 }
1209                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1210         }
1211
1212         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1213         if (cold)
1214                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1215         else
1216                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1217         pcp->count++;
1218         if (pcp->count >= pcp->high) {
1219                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1220                 pcp->count -= pcp->batch;
1221         }
1222
1223 out:
1224         local_irq_restore(flags);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1229  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1230  * Each sub-page must be freed individually.
1231  *
1232  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1233  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1234  */
1235 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1236 {
1237         int i;
1238
1239         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1240         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1241
1242 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1243         /*
1244          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1245          * otherwise free the whole shadow.
1246          */
1247         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1248                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1249 #endif
1250
1251         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1252                 set_page_refcounted(page + i);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1257  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1258  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1259  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1260  * are enabled.
1261  *
1262  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1263  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1264  */
1265 int split_free_page(struct page *page)
1266 {
1267         unsigned int order;
1268         unsigned long watermark;
1269         struct zone *zone;
1270
1271         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1272
1273         zone = page_zone(page);
1274         order = page_order(page);
1275
1276         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1277         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1278         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1279                 return 0;
1280
1281         /* Remove page from free list */
1282         list_del(&page->lru);
1283         zone->free_area[order].nr_free--;
1284         rmv_page_order(page);
1285         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1286
1287         /* Split into individual pages */
1288         set_page_refcounted(page);
1289         split_page(page, order);
1290
1291         if (order >= pageblock_order - 1) {
1292                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1293                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1294                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1295         }
1296
1297         return 1 << order;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1302  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1303  * or two.
1304  */
1305 static inline
1306 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1307                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1308                         int migratetype)
1309 {
1310         unsigned long flags;
1311         struct page *page;
1312         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1313
1314 again:
1315         if (likely(order == 0)) {
1316                 struct per_cpu_pages *pcp;
1317                 struct list_head *list;
1318
1319                 local_irq_save(flags);
1320                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1321                 list = &pcp->lists[migratetype];
1322                 if (list_empty(list)) {
1323                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1324                                         pcp->batch, list,
1325                                         migratetype, cold);
1326                         if (unlikely(list_empty(list)))
1327                                 goto failed;
1328                 }
1329
1330                 if (cold)
1331                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1332                 else
1333                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1334
1335                 list_del(&page->lru);
1336                 pcp->count--;
1337         } else {
1338                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1339                         /*
1340                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1341                          *
1342                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1343                          * properly detect and handle allocation failures.
1344                          *
1345                          * We most definitely don't want callers attempting to
1346                          * allocate greater than order-1 page units with
1347                          * __GFP_NOFAIL.
1348                          */
1349                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1350                 }
1351                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1352                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1353                 spin_unlock(&zone->lock);
1354                 if (!page)
1355                         goto failed;
1356                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1357         }
1358
1359         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1360         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1361         local_irq_restore(flags);
1362
1363         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1364         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1365                 goto again;
1366         return page;
1367
1368 failed:
1369         local_irq_restore(flags);
1370         return NULL;
1371 }
1372
1373 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1374 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1375 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1376 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1377 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1378
1379 /* Mask to get the watermark bits */
1380 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1381
1382 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1383 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1384 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1385
1386 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1387
1388 static struct fail_page_alloc_attr {
1389         struct fault_attr attr;
1390
1391         u32 ignore_gfp_highmem;
1392         u32 ignore_gfp_wait;
1393         u32 min_order;
1394
1395 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1396
1397         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1398         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1399         struct dentry *min_order_file;
1400
1401 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1402
1403 } fail_page_alloc = {
1404         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1405         .ignore_gfp_wait = 1,
1406         .ignore_gfp_highmem = 1,
1407         .min_order = 1,
1408 };
1409
1410 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1411 {
1412         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1413 }
1414 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1415
1416 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1417 {
1418         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1419                 return 0;
1420         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1421                 return 0;
1422         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1423                 return 0;
1424         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1425                 return 0;
1426
1427         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1428 }
1429
1430 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1431
1432 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1433 {
1434         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1435         struct dentry *dir;
1436         int err;
1437
1438         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1439                                        "fail_page_alloc");
1440         if (err)
1441                 return err;
1442         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1443
1444         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1445                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1446                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1447
1448         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1449                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1450                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1451         fail_page_alloc.min_order_file =
1452                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1453                                    &fail_page_alloc.min_order);
1454
1455         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1456             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1457             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1458                 err = -ENOMEM;
1459                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1460                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1461                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1462                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1463         }
1464
1465         return err;
1466 }
1467
1468 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1469
1470 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1471
1472 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1473
1474 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1475 {
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1480
1481 /*
1482  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1483  * of the allocation.
1484  */
1485 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1486                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1487 {
1488         /* free_pages my go negative - that's OK */
1489         long min = mark;
1490         int o;
1491
1492         free_pages -= (1 << order) + 1;
1493         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1494                 min -= min / 2;
1495         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1496                 min -= min / 4;
1497
1498         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1499                 return false;
1500         for (o = 0; o < order; o++) {
1501                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1502                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1503
1504                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1505                 min >>= min_free_order_shift;
1506
1507                 if (free_pages <= min)
1508                         return false;
1509         }
1510         return true;
1511 }
1512
1513 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1514                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1515 {
1516         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1517                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1518 }
1519
1520 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1521                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1522 {
1523         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1524
1525         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1526                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1527
1528         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1529                                                                 free_pages);
1530 }
1531
1532 #ifdef CONFIG_NUMA
1533 /*
1534  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1535  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1536  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1537  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1538  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1539  *
1540  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1541  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1542  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1543  *
1544  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1545  * nothing and returns NULL.
1546  *
1547  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1548  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1549  *
1550  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1551  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1552  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1553  * quickly as we can.
1554  */
1555 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1556 {
1557         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1558         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1559
1560         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1561         if (!zlc)
1562                 return NULL;
1563
1564         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1565                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1566                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1567         }
1568
1569         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1570                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1571                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1572         return allowednodes;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1577  * if it is worth looking at further for free memory:
1578  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1579  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1580  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1581  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1582  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1583  * else return false (zero) if it is not.
1584  *
1585  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1586  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1587  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1588  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1589  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1590  * into the second scan of the zonelist.
1591  *
1592  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1593  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1594  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1595  * unturned looking for a free page.
1596  */
1597 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1598                                                 nodemask_t *allowednodes)
1599 {
1600         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1601         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1602         int n;                          /* node that zone *z is on */
1603
1604         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1605         if (!zlc)
1606                 return 1;
1607
1608         i = z - zonelist->_zonerefs;
1609         n = zlc->z_to_n[i];
1610
1611         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1612         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1617  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1618  * from that zone don't waste time re-examining it.
1619  */
1620 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1621 {
1622         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1623         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1624
1625         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1626         if (!zlc)
1627                 return;
1628
1629         i = z - zonelist->_zonerefs;
1630
1631         set_bit(i, zlc->fullzones);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1636  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1637  */
1638 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1639 {
1640         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1641
1642         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1643         if (!zlc)
1644                 return;
1645
1646         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1647 }
1648
1649 #else   /* CONFIG_NUMA */
1650
1651 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1652 {
1653         return NULL;
1654 }
1655
1656 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1657                                 nodemask_t *allowednodes)
1658 {
1659         return 1;
1660 }
1661
1662 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1663 {
1664 }
1665
1666 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1667 {
1668 }
1669 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1670
1671 /*
1672  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1673  * a page.
1674  */
1675 static struct page *
1676 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1677                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1678                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1679 {
1680         struct zoneref *z;
1681         struct page *page = NULL;
1682         int classzone_idx;
1683         struct zone *zone;
1684         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1685         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1686         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1687
1688         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1689 zonelist_scan:
1690         /*
1691          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1692          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1693          */
1694         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1695                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1696                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1697                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1698                                 continue;
1699                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1700                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1701                                 continue;
1702
1703                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1704                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1705                         unsigned long mark;
1706                         int ret;
1707
1708                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1709                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1710                                     classzone_idx, alloc_flags))
1711                                 goto try_this_zone;
1712
1713                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1714                                 /*
1715                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1716                                  * and before considering the first zone allowed
1717                                  * by the cpuset.
1718                                  */
1719                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1720                                 zlc_active = 1;
1721                                 did_zlc_setup = 1;
1722                         }
1723
1724                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1725                                 goto this_zone_full;
1726
1727                         /*
1728                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1729                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1730                          */
1731                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1732                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1733                                 continue;
1734
1735                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1736                         switch (ret) {
1737                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1738                                 /* did not scan */
1739                                 continue;
1740                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1741                                 /* scanned but unreclaimable */
1742                                 continue;
1743                         default:
1744                                 /* did we reclaim enough */
1745                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1746                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1747                                         goto this_zone_full;
1748                         }
1749                 }
1750
1751 try_this_zone:
1752                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1753                                                 gfp_mask, migratetype);
1754                 if (page)
1755                         break;
1756 this_zone_full:
1757                 if (NUMA_BUILD)
1758                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1759         }
1760
1761         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1762                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1763                 zlc_active = 0;
1764                 goto zonelist_scan;
1765         }
1766         return page;
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1771  * meminfo in irq context.
1772  */
1773 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1774 {
1775         bool ret = false;
1776
1777 #if NODES_SHIFT > 8
1778         ret = in_interrupt();
1779 #endif
1780         return ret;
1781 }
1782
1783 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1784                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1785                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1786
1787 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1788 {
1789         va_list args;
1790         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1791
1792         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1793                 return;
1794
1795         /*
1796          * This documents exceptions given to allocations in certain
1797          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1798          * of allowed nodes.
1799          */
1800         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1801                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1802                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1803                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1804         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1805                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1806
1807         if (fmt) {
1808                 printk(KERN_WARNING);
1809                 va_start(args, fmt);
1810                 vprintk(fmt, args);
1811                 va_end(args);
1812         }
1813
1814         pr_warning("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1815                    current->comm, order, gfp_mask);
1816
1817         dump_stack();
1818         if (!should_suppress_show_mem())
1819                 show_mem(filter);
1820 }
1821
1822 static inline int
1823 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1824                                 unsigned long pages_reclaimed)
1825 {
1826         /* Do not loop if specifically requested */
1827         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1828                 return 0;
1829
1830         /*
1831          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1832          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1833          * implementations.
1834          */
1835         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1836                 return 1;
1837
1838         /*
1839          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1840          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1841          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1842          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1843          * allocation still fails, we stop retrying.
1844          */
1845         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1846                 return 1;
1847
1848         /*
1849          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1850          * explicitly requests that.
1851          */
1852         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1853                 return 1;
1854
1855         return 0;
1856 }
1857
1858 static inline struct page *
1859 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1860         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1861         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1862         int migratetype)
1863 {
1864         struct page *page;
1865
1866         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1867         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1868                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1869                 return NULL;
1870         }
1871
1872         /*
1873          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1874          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1875          * we're still under heavy pressure.
1876          */
1877         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1878                 order, zonelist, high_zoneidx,
1879                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1880                 preferred_zone, migratetype);
1881         if (page)
1882                 goto out;
1883
1884         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1885                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1886                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1887                         goto out;
1888                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1889                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1890                         goto out;
1891                 /*
1892                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1893                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1894                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1895                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1896                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1897                  */
1898                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1899                         goto out;
1900         }
1901         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1902         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1903
1904 out:
1905         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1906         return page;
1907 }
1908
1909 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1910 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1911 static struct page *
1912 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1913         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1914         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1915         int migratetype, bool sync_migration,
1916         bool *deferred_compaction,
1917         unsigned long *did_some_progress)
1918 {
1919         struct page *page;
1920
1921         if (!order)
1922                 return NULL;
1923
1924         if (compaction_deferred(preferred_zone)) {
1925                 *deferred_compaction = true;
1926                 return NULL;
1927         }
1928
1929         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1930         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1931                                                 nodemask, sync_migration);
1932         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1933         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1934
1935                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1936                 drain_pages(get_cpu());
1937                 put_cpu();
1938
1939                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1940                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1941                                 alloc_flags, preferred_zone,
1942                                 migratetype);
1943                 if (page) {
1944                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1945                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1946                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1947                         return page;
1948                 }
1949
1950                 /*
1951                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1952                  * The most likely reason is that pages exist,
1953                  * but not enough to satisfy watermarks.
1954                  */
1955                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1956
1957                 /*
1958                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
1959                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
1960                  */
1961                 if (sync_migration)
1962                         defer_compaction(preferred_zone);
1963
1964                 cond_resched();
1965         }
1966
1967         return NULL;
1968 }
1969 #else
1970 static inline struct page *
1971 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1972         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1973         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1974         int migratetype, bool sync_migration,
1975         bool *deferred_compaction,
1976         unsigned long *did_some_progress)
1977 {
1978         return NULL;
1979 }
1980 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1981
1982 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1983 static inline struct page *
1984 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1985         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1986         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1987         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1988 {
1989         struct page *page = NULL;
1990         struct reclaim_state reclaim_state;
1991         bool drained = false;
1992
1993         cond_resched();
1994
1995         /* We now go into synchronous reclaim */
1996         cpuset_memory_pressure_bump();
1997         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1998         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1999         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2000         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2001
2002         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2003
2004         current->reclaim_state = NULL;
2005         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2006         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2007
2008         cond_resched();
2009
2010         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2011                 return NULL;
2012
2013         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2014         if (NUMA_BUILD)
2015                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2016
2017 retry:
2018         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2019                                         zonelist, high_zoneidx,
2020                                         alloc_flags, preferred_zone,
2021                                         migratetype);
2022
2023         /*
2024          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2025          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2026          */
2027         if (!page && !drained) {
2028                 drain_all_pages();
2029                 drained = true;
2030                 goto retry;
2031         }
2032
2033         return page;
2034 }
2035
2036 /*
2037  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2038  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2039  */
2040 static inline struct page *
2041 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2042         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2043         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2044         int migratetype)
2045 {
2046         struct page *page;
2047
2048         do {
2049                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2050                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2051                         preferred_zone, migratetype);
2052
2053                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2054                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2055         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2056
2057         return page;
2058 }
2059
2060 static inline
2061 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2062                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2063                                                 enum zone_type classzone_idx)
2064 {
2065         struct zoneref *z;
2066         struct zone *zone;
2067
2068         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2069                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2070 }
2071
2072 static inline int
2073 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2074 {
2075         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2076         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2077
2078         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2079         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2080
2081         /*
2082          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2083          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2084          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2085          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2086          */
2087         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2088
2089         if (!wait) {
2090                 /*
2091                  * Not worth trying to allocate harder for
2092                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2093                  */
2094                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2095                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2096                 /*
2097                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2098                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2099                  */
2100                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2101         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2102                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2103
2104         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2105                 if (!in_interrupt() &&
2106                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2107                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2108                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2109         }
2110
2111         return alloc_flags;
2112 }
2113
2114 static inline struct page *
2115 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2116         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2117         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2118         int migratetype)
2119 {
2120         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2121         struct page *page = NULL;
2122         int alloc_flags;
2123         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2124         unsigned long did_some_progress;
2125         bool sync_migration = false;
2126         bool deferred_compaction = false;
2127
2128         /*
2129          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2130          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2131          * be using allocators in order of preference for an area that is
2132          * too large.
2133          */
2134         if (order >= MAX_ORDER) {
2135                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2136                 return NULL;
2137         }
2138
2139         /*
2140          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2141          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2142          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2143          * using a larger set of nodes after it has established that the
2144          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2145          * over allocated.
2146          */
2147         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2148                 goto nopage;
2149
2150 restart:
2151         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2152                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2153                                                 zone_idx(preferred_zone));
2154
2155         /*
2156          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2157          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2158          * to how we want to proceed.
2159          */
2160         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2161
2162         /*
2163          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2164          * cpusets.
2165          */
2166         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2167                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2168                                         &preferred_zone);
2169
2170 rebalance:
2171         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2172         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2173                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2174                         preferred_zone, migratetype);
2175         if (page)
2176                 goto got_pg;
2177
2178         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2179         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2180                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2181                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2182                                 preferred_zone, migratetype);
2183                 if (page)
2184                         goto got_pg;
2185         }
2186
2187         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2188         if (!wait)
2189                 goto nopage;
2190
2191         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2192         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2193                 goto nopage;
2194
2195         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2196         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2197                 goto nopage;
2198
2199         /*
2200          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2201          * attempts after direct reclaim are synchronous
2202          */
2203         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2204                                         zonelist, high_zoneidx,
2205                                         nodemask,
2206                                         alloc_flags, preferred_zone,
2207                                         migratetype, sync_migration,
2208                                         &deferred_compaction,
2209                                         &did_some_progress);
2210         if (page)
2211                 goto got_pg;
2212         sync_migration = true;
2213
2214         /*
2215          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2216          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2217          * has requested the system not be heavily disrupted, fail the
2218          * allocation now instead of entering direct reclaim
2219          */
2220         if (deferred_compaction && (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2221                 goto nopage;
2222
2223         /* Try direct reclaim and then allocating */
2224         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2225                                         zonelist, high_zoneidx,
2226                                         nodemask,
2227                                         alloc_flags, preferred_zone,
2228                                         migratetype, &did_some_progress);
2229         if (page)
2230                 goto got_pg;
2231
2232         /*
2233          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2234          * running out of options and have to consider going OOM
2235          */
2236         if (!did_some_progress) {
2237                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2238                         if (oom_killer_disabled)
2239                                 goto nopage;
2240                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2241                                         zonelist, high_zoneidx,
2242                                         nodemask, preferred_zone,
2243                                         migratetype);
2244                         if (page)
2245                                 goto got_pg;
2246
2247                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2248                                 /*
2249                                  * The oom killer is not called for high-order
2250                                  * allocations that may fail, so if no progress
2251                                  * is being made, there are no other options and
2252                                  * retrying is unlikely to help.
2253                                  */
2254                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2255                                         goto nopage;
2256                                 /*
2257                                  * The oom killer is not called for lowmem
2258                                  * allocations to prevent needlessly killing
2259                                  * innocent tasks.
2260                                  */
2261                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2262                                         goto nopage;
2263                         }
2264
2265                         goto restart;
2266                 }
2267
2268                 /*
2269                  * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can
2270                  * prevent reclaim making forward progress without
2271                  * invoking OOM. Bail if we are suspending
2272                  */
2273                 if (pm_suspending())
2274                         goto nopage;
2275         }
2276
2277         /* Check if we should retry the allocation */
2278         pages_reclaimed += did_some_progress;
2279         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2280                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2281                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2282                 goto rebalance;
2283         } else {
2284                 /*
2285                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2286                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2287                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2288                  */
2289                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2290                                         zonelist, high_zoneidx,
2291                                         nodemask,
2292                                         alloc_flags, preferred_zone,
2293                                         migratetype, sync_migration,
2294                                         &deferred_compaction,
2295                                         &did_some_progress);
2296                 if (page)
2297                         goto got_pg;
2298         }
2299
2300 nopage:
2301         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2302         return page;
2303 got_pg:
2304         if (kmemcheck_enabled)
2305                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2306         return page;
2307
2308 }
2309
2310 /*
2311  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2312  */
2313 struct page *
2314 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2315                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2316 {
2317         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2318         struct zone *preferred_zone;
2319         struct page *page = NULL;
2320         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2321         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2322
2323         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2324
2325         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2326
2327         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2328
2329         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2330                 return NULL;
2331
2332         /*
2333          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2334          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2335          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2336          */
2337         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2338                 return NULL;
2339
2340 retry_cpuset:
2341         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2342
2343         /* The preferred zone is used for statistics later */
2344         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2345                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2346                                 &preferred_zone);
2347         if (!preferred_zone)
2348                 goto out;
2349
2350         /* First allocation attempt */
2351         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2352                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2353                         preferred_zone, migratetype);
2354         if (unlikely(!page))
2355                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2356                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2357                                 preferred_zone, migratetype);
2358
2359         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2360
2361 out:
2362         /*
2363          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2364          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2365          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2366          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2367          */
2368         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2369                 goto retry_cpuset;
2370
2371         return page;
2372 }
2373 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2374
2375 /*
2376  * Common helper functions.
2377  */
2378 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2379 {
2380         struct page *page;
2381
2382         /*
2383          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2384          * a highmem page
2385          */
2386         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2387
2388         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2389         if (!page)
2390                 return 0;
2391         return (unsigned long) page_address(page);
2392 }
2393 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2394
2395 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2396 {
2397         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2398 }
2399 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2400
2401 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2402 {
2403         int i = pagevec_count(pvec);
2404
2405         while (--i >= 0) {
2406                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2407                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2408         }
2409 }
2410
2411 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2412 {
2413         if (put_page_testzero(page)) {
2414                 if (order == 0)
2415                         free_hot_cold_page(page, 0);
2416                 else
2417                         __free_pages_ok(page, order);
2418         }
2419 }
2420
2421 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2422
2423 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2424 {
2425         if (addr != 0) {
2426                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2427                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2428         }
2429 }
2430
2431 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2432
2433 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2434 {
2435         if (addr) {
2436                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2437                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2438
2439                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2440                 while (used < alloc_end) {
2441                         free_page(used);
2442                         used += PAGE_SIZE;
2443                 }
2444         }
2445         return (void *)addr;
2446 }
2447
2448 /**
2449  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2450  * @size: the number of bytes to allocate
2451  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2452  *
2453  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2454  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2455  * allocate memory in power-of-two pages.
2456  *
2457  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2458  *
2459  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2460  */
2461 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2462 {
2463         unsigned int order = get_order(size);
2464         unsigned long addr;
2465
2466         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2467         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2468 }
2469 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2470
2471 /**
2472  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2473  *                         pages on a node.
2474  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2475  * @size: the number of bytes to allocate
2476  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2477  *
2478  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2479  * back.
2480  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2481  * but is not exact.
2482  */
2483 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2484 {
2485         unsigned order = get_order(size);
2486         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2487         if (!p)
2488                 return NULL;
2489         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2490 }
2491 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2492
2493 /**
2494  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2495  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2496  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2497  *
2498  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2499  */
2500 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2501 {
2502         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2503         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2504
2505         while (addr < end) {
2506                 free_page(addr);
2507                 addr += PAGE_SIZE;
2508         }
2509 }
2510 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2511
2512 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2513 {
2514         struct zoneref *z;
2515         struct zone *zone;
2516
2517         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2518         unsigned int sum = 0;
2519
2520         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2521
2522         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2523                 unsigned long size = zone->present_pages;
2524                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2525                 if (size > high)
2526                         sum += size - high;
2527         }
2528
2529         return sum;
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2534  */
2535 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2536 {
2537         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2538 }
2539 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2540
2541 /*
2542  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2543  */
2544 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2545 {
2546         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2547 }
2548
2549 static inline void show_node(struct zone *zone)
2550 {
2551         if (NUMA_BUILD)
2552                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2553 }
2554
2555 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2556 {
2557         val->totalram = totalram_pages;
2558         val->sharedram = 0;
2559         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2560         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2561         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2562         val->freehigh = nr_free_highpages();
2563         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2564 }
2565
2566 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2567
2568 #ifdef CONFIG_NUMA
2569 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2570 {
2571         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2572
2573         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2574         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2575 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2576         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2577         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2578                         NR_FREE_PAGES);
2579 #else
2580         val->totalhigh = 0;
2581         val->freehigh = 0;
2582 #endif
2583         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2584 }
2585 #endif
2586
2587 /*
2588  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2589  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2590  */
2591 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2592 {
2593         bool ret = false;
2594         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2595
2596         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2597                 goto out;
2598
2599         do {
2600                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2601                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2602         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2603 out:
2604         return ret;
2605 }
2606
2607 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2608
2609 /*
2610  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2611  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2612  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2613  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2614  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2615  */
2616 void show_free_areas(unsigned int filter)
2617 {
2618         int cpu;
2619         struct zone *zone;
2620
2621         for_each_populated_zone(zone) {
2622                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2623                         continue;
2624                 show_node(zone);
2625                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2626
2627                 for_each_online_cpu(cpu) {
2628                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2629
2630                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2631
2632                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2633                                cpu, pageset->pcp.high,
2634                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2635                 }
2636         }
2637
2638         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2639                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2640                 " unevictable:%lu"
2641                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2642                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2643                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2644                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2645                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2646                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2647                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2648                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2649                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2650                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2651                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2652                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2653                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2654                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2655                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2656                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2657                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2658                 global_page_state(NR_SHMEM),
2659                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2660                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2661
2662         for_each_populated_zone(zone) {
2663                 int i;
2664
2665                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2666                         continue;
2667                 show_node(zone);
2668                 printk("%s"
2669                         " free:%lukB"
2670                         " min:%lukB"
2671                         " low:%lukB"
2672                         " high:%lukB"
2673                         " active_anon:%lukB"
2674                         " inactive_anon:%lukB"
2675                         " active_file:%lukB"
2676                         " inactive_file:%lukB"
2677                         " unevictable:%lukB"
2678                         " isolated(anon):%lukB"
2679                         " isolated(file):%lukB"
2680                         " present:%lukB"
2681                         " mlocked:%lukB"
2682                         " dirty:%lukB"
2683                         " writeback:%lukB"
2684                         " mapped:%lukB"
2685                         " shmem:%lukB"
2686                         " slab_reclaimable:%lukB"
2687                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2688                         " kernel_stack:%lukB"
2689                         " pagetables:%lukB"
2690                         " unstable:%lukB"
2691                         " bounce:%lukB"
2692                         " writeback_tmp:%lukB"
2693                         " pages_scanned:%lu"
2694                         " all_unreclaimable? %s"
2695                         "\n",
2696                         zone->name,
2697                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2698                         K(min_wmark_pages(zone)),
2699                         K(low_wmark_pages(zone)),
2700                         K(high_wmark_pages(zone)),
2701                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2702                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2703                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2704                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2705                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2706                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2707                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2708                         K(zone->present_pages),
2709                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2710                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2711                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2712                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2713                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2714                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2715                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2716                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2717                                 THREAD_SIZE / 1024,
2718                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2719                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2720                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2721                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2722                         zone->pages_scanned,
2723                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2724                         );
2725                 printk("lowmem_reserve[]:");
2726                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2727                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2728                 printk("\n");
2729         }
2730
2731         for_each_populated_zone(zone) {
2732                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2733
2734                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2735                         continue;
2736                 show_node(zone);
2737                 printk("%s: ", zone->name);
2738
2739                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2740                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2741                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2742                         total += nr[order] << order;
2743                 }
2744                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2745                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2746                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2747                 printk("= %lukB\n", K(total));
2748         }
2749
2750         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2751
2752         show_swap_cache_info();
2753 }
2754
2755 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2756 {
2757         zoneref->zone = zone;
2758         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2759 }
2760
2761 /*
2762  * Builds allocation fallback zone lists.
2763  *
2764  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2765  */
2766 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2767                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2768 {
2769         struct zone *zone;
2770
2771         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2772         zone_type++;
2773
2774         do {
2775                 zone_type--;
2776                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2777                 if (populated_zone(zone)) {
2778                         zoneref_set_zone(zone,
2779                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2780                         check_highest_zone(zone_type);
2781                 }
2782
2783         } while (zone_type);
2784         return nr_zones;
2785 }
2786
2787
2788 /*
2789  *  zonelist_order:
2790  *  0 = automatic detection of better ordering.
2791  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2792  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2793  *
2794  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2795  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2796  */
2797 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2798 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2799 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2800
2801 /* zonelist order in the kernel.
2802  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2803  */
2804 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2805 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2806
2807
2808 #ifdef CONFIG_NUMA
2809 /* The value user specified ....changed by config */
2810 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2811 /* string for sysctl */
2812 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2813 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2814
2815 /*
2816  * interface for configure zonelist ordering.
2817  * command line option "numa_zonelist_order"
2818  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2819  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2820  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2821  */
2822
2823 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2824 {
2825         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2826                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2827         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2828                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2829         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2830                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2831         } else {
2832                 printk(KERN_WARNING
2833                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2834                         "%s\n", s);
2835                 return -EINVAL;
2836         }
2837         return 0;
2838 }
2839
2840 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2841 {
2842         int ret;
2843
2844         if (!s)
2845                 return 0;
2846
2847         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2848         if (ret == 0)
2849                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2850
2851         return ret;
2852 }
2853 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2854
2855 /*
2856  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2857  */
2858 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2859                 void __user *buffer, size_t *length,
2860                 loff_t *ppos)
2861 {
2862         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2863         int ret;
2864         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2865
2866         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2867         if (write)
2868                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2869         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2870         if (ret)
2871                 goto out;
2872         if (write) {
2873                 int oldval = user_zonelist_order;
2874                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2875                         /*
2876                          * bogus value.  restore saved string
2877                          */
2878                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2879                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2880                         user_zonelist_order = oldval;
2881                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2882                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2883                         build_all_zonelists(NULL);
2884                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2885                 }
2886         }
2887 out:
2888         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2889         return ret;
2890 }
2891
2892
2893 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2894 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2895
2896 /**
2897  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2898  * @node: node whose fallback list we're appending
2899  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2900  *
2901  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2902  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2903  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2904  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2905  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2906  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2907  * on them otherwise.
2908  * It returns -1 if no node is found.
2909  */
2910 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2911 {
2912         int n, val;
2913         int min_val = INT_MAX;
2914         int best_node = -1;
2915         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2916
2917         /* Use the local node if we haven't already */
2918         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2919                 node_set(node, *used_node_mask);
2920                 return node;
2921         }
2922
2923         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2924
2925                 /* Don't want a node to appear more than once */
2926                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2927                         continue;
2928
2929                 /* Use the distance array to find the distance */
2930                 val = node_distance(node, n);
2931
2932                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2933                 val += (n < node);
2934
2935                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2936                 tmp = cpumask_of_node(n);
2937                 if (!cpumask_empty(tmp))
2938                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2939
2940                 /* Slight preference for less loaded node */
2941                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2942                 val += node_load[n];
2943
2944                 if (val < min_val) {
2945                         min_val = val;
2946                         best_node = n;
2947                 }
2948         }
2949
2950         if (best_node >= 0)
2951                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2952
2953         return best_node;
2954 }
2955
2956
2957 /*
2958  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2959  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2960  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2961  */
2962 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2963 {
2964         int j;
2965         struct zonelist *zonelist;
2966
2967         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2968         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2969                 ;
2970         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2971                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2972         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2973         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2974 }
2975
2976 /*
2977  * Build gfp_thisnode zonelists
2978  */
2979 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2980 {
2981         int j;
2982         struct zonelist *zonelist;
2983
2984         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2985         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2986         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2987         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2988 }
2989
2990 /*
2991  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2992  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2993  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2994  * may still exist in local DMA zone.
2995  */
2996 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2997
2998 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2999 {
3000         int pos, j, node;
3001         int zone_type;          /* needs to be signed */
3002         struct zone *z;
3003         struct zonelist *zonelist;
3004
3005         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3006         pos = 0;
3007         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3008                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3009                         node = node_order[j];
3010                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3011                         if (populated_zone(z)) {
3012                                 zoneref_set_zone(z,
3013                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3014                                 check_highest_zone(zone_type);
3015                         }
3016                 }
3017         }
3018         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3019         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3020 }
3021
3022 static int default_zonelist_order(void)
3023 {
3024         int nid, zone_type;
3025         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3026         struct zone *z;
3027         int average_size;
3028         /*
3029          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3030          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3031          * into OOM very easily.
3032          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3033          */
3034         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3035         low_kmem_size = 0;
3036         total_size = 0;
3037         for_each_online_node(nid) {
3038                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3039                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3040                         if (populated_zone(z)) {
3041                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3042                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3043                                 total_size += z->present_pages;
3044                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3045                                 /*
3046                                  * If any node has only lowmem, then node order
3047                                  * is preferred to allow kernel allocations
3048                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3049                                  * on other nodes when there is an abundance of
3050                                  * lowmem available to allocate from.
3051                                  */
3052                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3053                         }
3054                 }
3055         }
3056         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3057             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3058                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3059         /*
3060          * look into each node's config.
3061          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3062          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3063          */
3064         average_size = total_size /
3065                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3066         for_each_online_node(nid) {
3067                 low_kmem_size = 0;
3068                 total_size = 0;
3069                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3070                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3071                         if (populated_zone(z)) {
3072                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3073                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3074                                 total_size += z->present_pages;
3075                         }
3076                 }
3077                 if (low_kmem_size &&
3078                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3079                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3080                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3081         }
3082         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3083 }
3084
3085 static void set_zonelist_order(void)
3086 {
3087         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3088                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3089         else
3090                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3091 }
3092
3093 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3094 {
3095         int j, node, load;
3096         enum zone_type i;
3097         nodemask_t used_mask;
3098         int local_node, prev_node;
3099         struct zonelist *zonelist;
3100         int order = current_zonelist_order;
3101
3102         /* initialize zonelists */
3103         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3104                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3105                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3106                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3107         }
3108
3109         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3110         local_node = pgdat->node_id;
3111         load = nr_online_nodes;
3112         prev_node = local_node;
3113         nodes_clear(used_mask);
3114
3115         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3116         j = 0;
3117
3118         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3119                 int distance = node_distance(local_node, node);
3120
3121                 /*
3122                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3123                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3124                  */
3125                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3126                         zone_reclaim_mode = 1;
3127
3128                 /*
3129                  * We don't want to pressure a particular node.
3130                  * So adding penalty to the first node in same
3131                  * distance group to make it round-robin.
3132                  */
3133                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3134                         node_load[node] = load;
3135
3136                 prev_node = node;
3137                 load--;
3138                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3139                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3140                 else
3141                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3142         }
3143
3144         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3145                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3146                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3147         }
3148
3149         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3150 }
3151
3152 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3153 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3154 {
3155         struct zonelist *zonelist;
3156         struct zonelist_cache *zlc;
3157         struct zoneref *z;
3158
3159         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3160         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3161         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3162         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3163                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3164 }
3165
3166 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3167 /*
3168  * Return node id of node used for "local" allocations.
3169  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3170  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3171  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3172  */
3173 int local_memory_node(int node)
3174 {
3175         struct zone *zone;
3176
3177         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3178                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3179                                    NULL,
3180                                    &zone);
3181         return zone->node;
3182 }
3183 #endif
3184
3185 #else   /* CONFIG_NUMA */
3186
3187 static void set_zonelist_order(void)
3188 {
3189         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3190 }
3191
3192 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3193 {
3194         int node, local_node;
3195         enum zone_type j;
3196         struct zonelist *zonelist;
3197
3198         local_node = pgdat->node_id;
3199
3200         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3201         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3202
3203         /*
3204          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3205          * of all the other nodes.
3206          * We don't want to pressure a particular node, so when
3207          * building the zones for node N, we make sure that the
3208          * zones coming right after the local ones are those from
3209          * node N+1 (modulo N)
3210          */
3211         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3212                 if (!node_online(node))
3213                         continue;
3214                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3215                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3216         }
3217         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3218                 if (!node_online(node))
3219                         continue;
3220                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3221                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3222         }
3223
3224         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3225         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3226 }
3227
3228 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3229 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3230 {
3231         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3232 }
3233
3234 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3235
3236 /*
3237  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3238  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3239  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3240  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3241  * with interrupts disabled.
3242  *
3243  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3244  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3245  * hotplugged processors.
3246  *
3247  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3248  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3249  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3250  */
3251 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3252 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3253 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3254
3255 /*
3256  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3257  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3258  */
3259 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3260
3261 /* return values int ....just for stop_machine() */
3262 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3263 {
3264         int nid;
3265         int cpu;
3266
3267 #ifdef CONFIG_NUMA
3268         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3269 #endif
3270         for_each_online_node(nid) {
3271                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3272
3273                 build_zonelists(pgdat);
3274                 build_zonelist_cache(pgdat);
3275         }
3276
3277         /*
3278          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3279          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3280          * each zone will be allocated later when the per cpu
3281          * allocator is available.
3282          *
3283          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3284          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3285          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3286          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3287          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3288          * (a chicken-egg dilemma).
3289          */
3290         for_each_possible_cpu(cpu) {
3291                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3292
3293 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3294                 /*
3295                  * We now know the "local memory node" for each node--
3296                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3297                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3298                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3299                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3300                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3301                  */
3302                 if (cpu_online(cpu))
3303                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3304 #endif
3305         }
3306
3307         return 0;
3308 }
3309
3310 /*
3311  * Called with zonelists_mutex held always
3312  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3313  */
3314 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3315 {
3316         set_zonelist_order();
3317
3318         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3319                 __build_all_zonelists(NULL);
3320                 mminit_verify_zonelist();
3321                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3322         } else {
3323                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3324                    of zonelist */
3325 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3326                 if (data)
3327                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3328 #endif
3329                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3330                 /* cpuset refresh routine should be here */
3331         }
3332         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3333         /*
3334          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3335          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3336          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3337          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3338          * disabled and enable it later
3339          */
3340         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3341                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3342         else
3343                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3344
3345         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3346                 "Total pages: %ld\n",
3347                         nr_online_nodes,
3348                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3349                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3350                         vm_total_pages);
3351 #ifdef CONFIG_NUMA
3352         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3353 #endif
3354 }
3355
3356 /*
3357  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3358  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3359  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3360  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3361  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3362  * conservative, even though it seems large.
3363  *
3364  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3365  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3366  */
3367 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3368
3369 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3370 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3371 {
3372         unsigned long size = 1;
3373
3374         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3375
3376         while (size < pages)
3377                 size <<= 1;
3378
3379         /*
3380          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3381          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3382          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3383          */
3384         size = min(size, 4096UL);
3385
3386         return max(size, 4UL);
3387 }
3388 #else
3389 /*
3390  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3391  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3392  *
3393  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3394  *
3395  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3396  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3397  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3398  *
3399  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3400  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3401  *
3402  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3403  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3404  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3405  */
3406 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3407 {
3408         return 4096UL;
3409 }
3410 #endif
3411
3412 /*
3413  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3414  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3415  * hash function before the remainder is taken.
3416  */
3417 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3418 {
3419         return ffz(~size);
3420 }
3421
3422 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3423
3424 /*
3425  * Check if a pageblock contains reserved pages
3426  */
3427 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3428 {
3429         unsigned long pfn;
3430
3431         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3432                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3433                         return 1;
3434         }
3435         return 0;
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3440  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3441  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3442  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3443  * blocks as reclaim kicks in
3444  */
3445 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3446 {
3447         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3448         struct page *page;
3449         unsigned long block_migratetype;
3450         int reserve;
3451
3452         /*
3453          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3454          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3455          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3456          * the block.
3457          */
3458         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3459         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3460         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3461         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3462                                                         pageblock_order;
3463
3464         /*
3465          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3466          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3467          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3468          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3469          * future allocation of hugepages at runtime.
3470          */
3471         reserve = min(2, reserve);
3472
3473         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3474                 if (!pfn_valid(pfn))
3475                         continue;
3476                 page = pfn_to_page(pfn);
3477
3478                 /* Watch out for overlapping nodes */
3479                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3480                         continue;
3481
3482                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3483
3484                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3485                 if (reserve > 0) {
3486                         /*
3487                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3488                          * them.
3489                          */
3490                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3491                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3492                                 continue;
3493
3494                         /* If this block is reserved, account for it */
3495                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3496                                 reserve--;
3497                                 continue;
3498                         }
3499
3500                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3501                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3502                                 set_pageblock_migratetype(page,
3503                                                         MIGRATE_RESERVE);
3504                                 move_freepages_block(zone, page,
3505                                                         MIGRATE_RESERVE);
3506                                 reserve--;
3507                                 continue;
3508                         }
3509                 }
3510
3511                 /*
3512                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3513                  * take it back
3514                  */
3515                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3516                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3517                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3518                 }
3519         }
3520 }
3521
3522 /*
3523  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3524  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3525  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3526  */
3527 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3528                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3529 {
3530         struct page *page;
3531         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3532         unsigned long pfn;
3533         struct zone *z;
3534
3535         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3536                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3537
3538         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3539         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3540                 /*
3541                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3542                  * handed to this function.  They do not
3543                  * exist on hotplugged memory.
3544                  */
3545                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3546                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3547                                 continue;
3548                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3549                                 continue;
3550                 }
3551                 page = pfn_to_page(pfn);
3552                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3553                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3554                 init_page_count(page);
3555                 reset_page_mapcount(page);
3556                 SetPageReserved(page);
3557                 /*
3558                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3559                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3560                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3561                  * the address space during boot when many long-lived
3562                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3563                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3564                  * setup_zone_migrate_reserve()
3565                  *
3566                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3567                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3568                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3569                  * pfn out of zone.
3570                  */
3571                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3572                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3573                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3574                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3575
3576                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3577 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3578                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3579                 if (!is_highmem_idx(zone))
3580                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3581 #endif
3582         }
3583 }
3584
3585 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3586 {
3587         int order, t;
3588         for_each_migratetype_order(order, t) {
3589                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3590                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3591         }
3592 }
3593
3594 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3595 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3596         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3597 #endif
3598
3599 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3600 {
3601 #ifdef CONFIG_MMU
3602         int batch;
3603
3604         /*
3605          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3606          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3607          *
3608          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3609          */
3610         batch = zone->present_pages / 1024;
3611         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3612                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3613         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3614         if (batch < 1)
3615                 batch = 1;
3616
3617         /*
3618          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3619          * of 2 value was found to be more likely to have
3620          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3621          *
3622          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3623          * batches of pages, one task can end up with a lot
3624          * of pages of one half of the possible page colors
3625          * and the other with pages of the other colors.
3626          */
3627         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3628
3629         return batch;
3630
3631 #else
3632         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3633          * conditions.
3634          *
3635          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3636          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3637          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3638          *
3639          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3640          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3641          * can be a significant delay between the individual batches being
3642          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3643          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3644          */
3645         return 0;
3646 #endif
3647 }
3648
3649 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3650 {
3651         struct per_cpu_pages *pcp;
3652         int migratetype;
3653
3654         memset(p, 0, sizeof(*p));
3655
3656         pcp = &p->pcp;
3657         pcp->count = 0;
3658         pcp->high = 6 * batch;
3659         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3660         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3661                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3662 }
3663
3664 /*
3665  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3666  * to the value high for the pageset p.
3667  */
3668
3669 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3670                                 unsigned long high)
3671 {
3672         struct per_cpu_pages *pcp;
3673
3674         pcp = &p->pcp;
3675         pcp->high = high;
3676         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3677         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3678                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3679 }
3680
3681 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3682 {
3683         int cpu;
3684
3685         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3686
3687         for_each_possible_cpu(cpu) {
3688                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3689
3690                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3691
3692                 if (percpu_pagelist_fraction)
3693                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3694                                 (zone->present_pages /
3695                                         percpu_pagelist_fraction));
3696         }
3697 }
3698
3699 /*
3700  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3701  * Before this call only boot pagesets were available.
3702  */
3703 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3704 {
3705         struct zone *zone;
3706
3707         for_each_populated_zone(zone)
3708                 setup_zone_pageset(zone);
3709 }
3710
3711 static noinline __init_refok
3712 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3713 {
3714         int i;
3715         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3716         size_t alloc_size;
3717
3718         /*
3719          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3720          * per zone.
3721          */
3722         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3723                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3724         zone->wait_table_bits =
3725                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3726         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3727                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3728
3729         if (!slab_is_available()) {
3730                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3731                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3732         } else {
3733                 /*
3734                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3735                  * via memory hot-add.
3736                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3737                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3738                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3739                  * node itself as well.
3740                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3741                  * necessary.
3742                  */
3743                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3744         }
3745         if (!zone->wait_table)
3746                 return -ENOMEM;
3747
3748         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3749                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3750
3751         return 0;
3752 }
3753
3754 static int __zone_pcp_update(void *data)
3755 {
3756         struct zone *zone = data;
3757         int cpu;
3758         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3759
3760         for_each_possible_cpu(cpu) {
3761                 struct per_cpu_pageset *pset;
3762                 struct per_cpu_pages *pcp;
3763
3764                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3765                 pcp = &pset->pcp;
3766
3767                 local_irq_save(flags);
3768                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3769                 setup_pageset(pset, batch);
3770                 local_irq_restore(flags);
3771         }
3772         return 0;
3773 }
3774
3775 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3776 {
3777         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3778 }
3779
3780 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3781 {
3782         /*
3783          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3784          * relies on the ability of the linker to provide the
3785          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3786          */
3787         zone->pageset = &boot_pageset;
3788
3789         if (zone->present_pages)
3790                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3791                         zone->name, zone->present_pages,
3792                                          zone_batchsize(zone));
3793 }
3794
3795 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3796                                         unsigned long zone_start_pfn,
3797                                         unsigned long size,
3798                                         enum memmap_context context)
3799 {
3800         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3801         int ret;
3802         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3803         if (ret)
3804                 return ret;
3805         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3806
3807         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3808
3809         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3810                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3811                         pgdat->node_id,
3812                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3813                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3814
3815         zone_init_free_lists(zone);
3816
3817         return 0;
3818 }
3819
3820 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3821 /*
3822  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3823  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3824  */
3825 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3826 {
3827         int i;
3828
3829         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3830                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3831                         return i;
3832
3833         return -1;
3834 }
3835
3836 /*
3837  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3838  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3839  */
3840 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3841 {
3842         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3843                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3844                         return index;
3845
3846         return -1;
3847 }
3848
3849 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3850 /*
3851  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3852  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3853  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3854  * alternative
3855  */
3856 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3857 {
3858         int i;
3859
3860         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3861                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3862                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3863
3864                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3865                         return early_node_map[i].nid;
3866         }
3867         /* This is a memory hole */
3868         return -1;
3869 }
3870 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3871
3872 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3873 {
3874         int nid;
3875
3876         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3877         if (nid >= 0)
3878                 return nid;
3879         /* just returns 0 */
3880         return 0;
3881 }
3882
3883 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3884 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3885 {
3886         int nid;
3887
3888         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3889         if (nid >= 0 && nid != node)
3890                 return false;
3891         return true;
3892 }
3893 #endif
3894
3895 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3896 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3897         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3898                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3899
3900 /**
3901  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3902  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3903  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3904  *
3905  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3906  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3907  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3908  */
3909 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3910                                                 unsigned long max_low_pfn)
3911 {
3912         int i;
3913
3914         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3915                 unsigned long size_pages = 0;
3916                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3917
3918                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3919                         continue;
3920
3921                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3922                         end_pfn = max_low_pfn;
3923
3924                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3925                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3926                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3927                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3928         }
3929 }
3930
3931 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3932 /*
3933  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3934  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3935  */
3936 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3937 {
3938         int i;
3939
3940         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3941                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3942                         return i;
3943
3944         return -1;
3945 }
3946
3947 /*
3948  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3949  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3950  */
3951 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3952 {
3953         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3954                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3955                         return index;
3956
3957         return -1;
3958 }
3959
3960 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3961         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3962                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3963
3964 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3965                                         u64 goal, u64 limit)
3966 {
3967         int i;
3968
3969         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3970         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3971                 u64 addr;
3972                 u64 ei_start, ei_last;
3973                 u64 final_start, final_end;
3974
3975                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3976                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3977                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3978                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3979
3980                 final_start = max(ei_start, goal);
3981                 final_end = min(ei_last, limit);
3982
3983                 if (final_start >= final_end)
3984                         continue;
3985
3986                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3987
3988                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3989                         continue;
3990
3991                 return addr;
3992         }
3993
3994         return MEMBLOCK_ERROR;
3995 }
3996 #endif
3997
3998 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3999                                    int nr_range, int nid)
4000 {
4001         int i;
4002         u64 start, end;
4003
4004         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
4005         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4006                 start = early_node_map[i].start_pfn;
4007                 end = early_node_map[i].end_pfn;
4008                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
4009         }
4010         return nr_range;
4011 }
4012
4013 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
4014 {
4015         int i;
4016         int ret;
4017
4018         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4019                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
4020                               early_node_map[i].end_pfn, data);
4021                 if (ret)
4022                         break;
4023         }
4024 }
4025 /**
4026  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4027  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4028  *
4029  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4030  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4031  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4032  */
4033 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4034 {
4035         int i;
4036
4037         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4038                 memory_present(early_node_map[i].nid,
4039                                 early_node_map[i].start_pfn,
4040                                 early_node_map[i].end_pfn);
4041 }
4042
4043 /**
4044  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4045  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4046  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4047  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4048  *
4049  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4050  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4051  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4052  * PFNs will be 0.
4053  */
4054 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4055                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4056 {
4057         int i;
4058         *start_pfn = -1UL;
4059         *end_pfn = 0;
4060
4061         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4062                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4063                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4064         }
4065
4066         if (*start_pfn == -1UL)
4067                 *start_pfn = 0;
4068 }
4069
4070 /*
4071  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4072  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4073  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4074  */
4075 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4076 {
4077         int zone_index;
4078         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4079                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4080                         continue;
4081
4082                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4083                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4084                         break;
4085         }
4086
4087         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4088         movable_zone = zone_index;
4089 }
4090
4091 /*
4092  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4093  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4094  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4095  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4096  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4097  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4098  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4099  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4100  */
4101 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4102                                         unsigned long zone_type,
4103                                         unsigned long node_start_pfn,
4104                                         unsigned long node_end_pfn,
4105                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4106                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4107 {
4108         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4109         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4110                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4111                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4112                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4113                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4114                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4115
4116                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4117                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4118                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4119                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4120
4121                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4122                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4123                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4124         }
4125 }
4126
4127 /*
4128  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4129  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4130  */
4131 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4132                                         unsigned long zone_type,
4133                                         unsigned long *ignored)
4134 {
4135         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4136         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4137
4138         /* Get the start and end of the node and zone */
4139         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4140         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4141         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4142         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4143                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4144                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4145
4146         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4147         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4148                 return 0;
4149
4150         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4151         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4152         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4153
4154         /* Return the spanned pages */
4155         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4156 }
4157
4158 /*
4159  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4160  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4161  */
4162 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4163                                 unsigned long range_start_pfn,
4164                                 unsigned long range_end_pfn)
4165 {
4166         int i = 0;
4167         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4168         unsigned long start_pfn;
4169
4170         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4171         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4172         if (i == -1)
4173                 return 0;
4174
4175         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4176
4177         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4178         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4179                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4180
4181         /* Find all holes for the zone within the node */
4182         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4183
4184                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4185                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4186                         break;
4187
4188                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4189                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4190                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4191
4192                 /* Update the hole size cound and move on */
4193                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4194                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4195                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4196                 }
4197                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4198         }
4199
4200         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4201         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4202                 hole_pages += range_end_pfn -
4203                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4204
4205         return hole_pages;
4206 }
4207
4208 /**
4209  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4210  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4211  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4212  *
4213  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4214  */
4215 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4216                                                         unsigned long end_pfn)
4217 {
4218         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4219 }
4220
4221 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4222 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4223                                         unsigned long zone_type,
4224                                         unsigned long *ignored)
4225 {
4226         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4227         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4228
4229         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4230         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4231                                                         node_start_pfn);
4232         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4233                                                         node_end_pfn);
4234
4235         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4236                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4237                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4238         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4239 }
4240
4241 #else
4242 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4243                                         unsigned long zone_type,
4244                                         unsigned long *zones_size)
4245 {
4246         return zones_size[zone_type];
4247 }
4248
4249 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4250                                                 unsigned long zone_type,
4251                                                 unsigned long *zholes_size)
4252 {
4253         if (!zholes_size)
4254                 return 0;
4255
4256         return zholes_size[zone_type];
4257 }
4258
4259 #endif
4260
4261 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4262                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4263 {
4264         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4265         enum zone_type i;
4266
4267         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4268                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4269                                                                 zones_size);
4270         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4271
4272         realtotalpages = totalpages;
4273         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4274                 realtotalpages -=
4275                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4276                                                                 zholes_size);
4277         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4278         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4279                                                         realtotalpages);
4280 }
4281
4282 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4283 /*
4284  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4285  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4286  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4287  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4288  * bytes.
4289  */
4290 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4291 {
4292         unsigned long usemapsize;
4293
4294         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4295         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4296         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4297         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4298
4299         return usemapsize / 8;
4300 }
4301
4302 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4303                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4304 {
4305         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4306         zone->pageblock_flags = NULL;
4307         if (usemapsize)
4308                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4309                                                                    usemapsize);
4310 }
4311 #else
4312 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4313                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4314 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4315
4316 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4317
4318 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4319 static inline int pageblock_default_order(void)
4320 {
4321         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4322                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4323
4324         return MAX_ORDER-1;
4325 }
4326
4327 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4328 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4329 {
4330         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4331         if (pageblock_order)
4332                 return;
4333
4334         /*
4335          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4336          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4337          */
4338         pageblock_order = order;
4339 }
4340 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4341
4342 /*
4343  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4344  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4345  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4346  * pageblock_order based on the kernel config
4347  */
4348 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4349 {
4350         return MAX_ORDER-1;
4351 }
4352 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4353
4354 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4355
4356 /*
4357  * Set up the zone data structures:
4358  *   - mark all pages reserved
4359  *   - mark all memory queues empty
4360  *   - clear the memory bitmaps
4361  */
4362 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4363                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4364 {
4365         enum zone_type j;
4366         int nid = pgdat->node_id;
4367         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4368         int ret;
4369
4370         pgdat_resize_init(pgdat);
4371         pgdat->nr_zones = 0;
4372         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4373         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4374         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4375         
4376         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4377                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4378                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4379                 enum lru_list l;
4380
4381                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4382                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4383                                                                 zholes_size);
4384
4385                 /*
4386                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4387                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4388                  * and per-cpu initialisations
4389                  */
4390                 memmap_pages =
4391                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4392                 if (realsize >= memmap_pages) {
4393                         realsize -= memmap_pages;
4394                         if (memmap_pages)
4395                                 printk(KERN_DEBUG
4396                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4397                                        zone_names[j], memmap_pages);
4398                 } else
4399                         printk(KERN_WARNING
4400                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4401                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4402
4403                 /* Account for reserved pages */
4404                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4405                         realsize -= dma_reserve;
4406                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4407                                         zone_names[0], dma_reserve);
4408                 }
4409
4410                 if (!is_highmem_idx(j))
4411                         nr_kernel_pages += realsize;
4412                 nr_all_pages += realsize;
4413
4414                 zone->spanned_pages = size;
4415                 zone->present_pages = realsize;
4416 #ifdef CONFIG_NUMA
4417                 zone->node = nid;
4418                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4419                                                 / 100;
4420                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4421 #endif
4422                 zone->name = zone_names[j];
4423                 spin_lock_init(&zone->lock);
4424                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4425                 zone_seqlock_init(zone);
4426                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4427
4428                 zone_pcp_init(zone);
4429                 for_each_lru(l)
4430                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4431                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4432                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4433                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4434                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4435                 zap_zone_vm_stats(zone);
4436                 zone->flags = 0;
4437                 if (!size)
4438                         continue;
4439
4440                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4441                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4442                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4443                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4444                 BUG_ON(ret);
4445                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4446                 zone_start_pfn += size;
4447         }
4448 }
4449
4450 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4451 {
4452         /* Skip empty nodes */
4453         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4454                 return;
4455
4456 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4457         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4458         if (!pgdat->node_mem_map) {
4459                 unsigned long size, start, end;
4460                 struct page *map;
4461
4462                 /*
4463                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4464                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4465                  * for the buddy allocator to function correctly.
4466                  */
4467                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4468                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4469                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4470                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4471                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4472                 if (!map)
4473                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4474                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4475         }
4476 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4477         /*
4478          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4479          */
4480         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4481                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4482 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4483                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4484                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4485 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4486         }
4487 #endif
4488 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4489 }
4490
4491 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4492                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4493 {
4494         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4495
4496         pgdat->node_id = nid;
4497         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4498         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4499
4500         alloc_node_mem_map(pgdat);
4501 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4502         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4503                 nid, (unsigned long)pgdat,
4504                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4505 #endif
4506
4507         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4508 }
4509
4510 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4511
4512 #if MAX_NUMNODES > 1
4513 /*
4514  * Figure out the number of possible node ids.
4515  */
4516 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4517 {
4518         unsigned int node;
4519         unsigned int highest = 0;
4520
4521         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4522                 highest = node;
4523         nr_node_ids = highest + 1;
4524 }
4525 #else
4526 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4527 {
4528 }
4529 #endif
4530
4531 /**
4532  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4533  * @nid: The node ID the range resides on
4534  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4535  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4536  *
4537  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4538  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4539  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4540  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4541  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4542  */
4543 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4544                                                 unsigned long end_pfn)
4545 {
4546         int i;
4547
4548         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4549                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4550                         "%d entries of %d used\n",
4551                         nid, start_pfn, end_pfn,
4552                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4553
4554         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4555
4556         /* Merge with existing active regions if possible */
4557         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4558                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4559                         continue;
4560
4561                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4562                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4563                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4564                         return;
4565
4566                 /* Merge forward if suitable */
4567                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4568                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4569                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4570                         return;
4571                 }
4572
4573                 /* Merge backward if suitable */
4574                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4575                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4576                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4577                         return;
4578                 }
4579         }
4580
4581         /* Check that early_node_map is large enough */
4582         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4583                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4584                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4585                 return;
4586         }
4587
4588         early_node_map[i].nid = nid;
4589         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4590         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4591         nr_nodemap_entries = i + 1;
4592 }
4593
4594 /**
4595  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4596  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4597  * @start_pfn: The new PFN of the range
4598  * @end_pfn: The new PFN of the range
4599  *
4600  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4601  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4602  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4603  * range.
4604  */
4605 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4606                                 unsigned long end_pfn)
4607 {
4608         int i, j;
4609         int removed = 0;
4610
4611         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4612                           nid, start_pfn, end_pfn);
4613
4614         /* Find the old active region end and shrink */
4615         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4616                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4617                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4618                         /* clear it */
4619                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4620                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4621                         removed = 1;
4622                         continue;
4623                 }
4624                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4625                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4626                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4627                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4628                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4629                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4630                         continue;
4631                 }
4632                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4633                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4634                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4635                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4636                         continue;
4637                 }
4638         }
4639
4640         if (!removed)
4641                 return;
4642
4643         /* remove the blank ones */
4644         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4645                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4646                         continue;
4647                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4648                         continue;
4649                 /* we found it, get rid of it */
4650                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4651                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4652                                 sizeof(early_node_map[j]));
4653                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4654                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4655                 nr_nodemap_entries--;
4656         }
4657 }
4658
4659 /**
4660  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4661  *
4662  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4663  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4664  * all currently registered regions.
4665  */
4666 void __init remove_all_active_ranges(void)
4667 {
4668         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4669         nr_nodemap_entries = 0;
4670 }
4671
4672 /* Compare two active node_active_regions */
4673 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4674 {
4675         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4676         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4677
4678         /* Done this way to avoid overflows */
4679         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4680                 return 1;
4681         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4682                 return -1;
4683
4684         return 0;
4685 }
4686
4687 /* sort the node_map by start_pfn */
4688 void __init sort_node_map(void)
4689 {
4690         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4691                         sizeof(struct node_active_region),
4692                         cmp_node_active_region, NULL);
4693 }
4694
4695 /* Find the lowest pfn for a node */
4696 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4697 {
4698         int i;
4699         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4700
4701         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4702         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4703                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4704
4705         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4706                 printk(KERN_WARNING
4707                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4708                 return 0;
4709         }
4710
4711         return min_pfn;
4712 }
4713
4714 /**
4715  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4716  *
4717  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4718  * add_active_range().
4719  */
4720 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4721 {
4722         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4723 }
4724
4725 /*
4726  * early_calculate_totalpages()
4727  * Sum pages in active regions for movable zone.
4728  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4729  */
4730 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4731 {
4732         int i;
4733         unsigned long totalpages = 0;
4734
4735         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4736                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4737                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4738                 totalpages += pages;
4739                 if (pages)
4740                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4741         }
4742         return totalpages;
4743 }
4744
4745 /*
4746  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4747  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4748  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4749  * others
4750  */
4751 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4752 {
4753         int i, nid;
4754         unsigned long usable_startpfn;
4755         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4756         /* save the state before borrow the nodemask */
4757         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4758         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4759         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4760
4761         /*
4762          * If movablecore was specified, calculate what size of
4763          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4764          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4765          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4766          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4767          * what movablecore would have allowed.
4768          */
4769         if (required_movablecore) {
4770                 unsigned long corepages;
4771
4772                 /*
4773                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4774                  * was requested by the user
4775                  */
4776                 required_movablecore =
4777                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4778                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4779
4780                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4781         }
4782
4783         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4784         if (!required_kernelcore)
4785                 goto out;
4786
4787         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4788         find_usable_zone_for_movable();
4789         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4790
4791 restart:
4792         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4793         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4794         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4795                 /*
4796                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4797                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4798                  * amount of memory for the kernel
4799                  */
4800                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4801                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4802
4803                 /*
4804                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4805                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4806                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4807                  */
4808                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4809
4810                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4811                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4812                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4813                         unsigned long size_pages;
4814
4815                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4816                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4817                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4818                         if (start_pfn >= end_pfn)
4819                                 continue;
4820
4821                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4822                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4823                                 unsigned long kernel_pages;
4824                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4825                                                                 - start_pfn;
4826
4827                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4828                                                         kernelcore_remaining);
4829                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4830                                                         required_kernelcore);
4831
4832                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4833                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4834
4835                                         /*
4836                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4837                                          * that if we have to rebalance
4838                                          * kernelcore across nodes, we will
4839                                          * not double account here
4840                                          */
4841                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4842                                         continue;
4843                                 }
4844                                 start_pfn = usable_startpfn;
4845                         }
4846
4847                         /*
4848                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4849                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4850                          * number of pages used as kernelcore
4851                          */
4852                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4853                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4854                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4855                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4856
4857                         /*
4858                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4859                          * break if the kernelcore for this node has been
4860                          * satisified
4861                          */
4862                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4863                                                                 size_pages);
4864                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4865                         if (!kernelcore_remaining)
4866                                 break;
4867                 }
4868         }
4869
4870         /*
4871          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4872          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4873          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4874          * satisified
4875          */
4876         usable_nodes--;
4877         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4878                 goto restart;
4879
4880         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4881         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4882                 zone_movable_pfn[nid] =
4883                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4884
4885 out:
4886         /* restore the node_state */
4887         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4888 }
4889
4890 /* Any regular memory on that node ? */
4891 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4892 {
4893 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4894         enum zone_type zone_type;
4895
4896         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4897                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4898                 if (zone->present_pages)
4899                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4900         }
4901 #endif
4902 }
4903
4904 /**
4905  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4906  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4907  *
4908  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4909  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4910  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4911  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4912  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4913  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4914  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4915  * at arch_max_dma_pfn.
4916  */
4917 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4918 {
4919         unsigned long nid;
4920         int i;
4921
4922         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4923         sort_node_map();
4924
4925         /* Record where the zone boundaries are */
4926         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4927                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4928         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4929                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4930         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4931         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4932         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4933                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4934                         continue;
4935                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4936                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4937                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4938                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4939         }
4940         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4941         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4942
4943         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4944         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4945         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4946
4947         /* Print out the zone ranges */
4948         printk("Zone PFN ranges:\n");
4949         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4950                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4951                         continue;
4952                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4953                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4954                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4955                         printk("empty\n");
4956                 else
4957                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4958                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4959                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4960         }
4961
4962         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4963         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4964         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4965                 if (zone_movable_pfn[i])
4966                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4967         }
4968
4969         /* Print out the early_node_map[] */
4970         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4971         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4972                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4973                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4974                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4975
4976         /* Initialise every node */
4977         mminit_verify_pageflags_layout();
4978         setup_nr_node_ids();
4979         for_each_online_node(nid) {
4980                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4981                 free_area_init_node(nid, NULL,
4982                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4983
4984                 /* Any memory on that node */
4985                 if (pgdat->node_present_pages)
4986                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4987                 check_for_regular_memory(pgdat);
4988         }
4989 }
4990
4991 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4992 {
4993         unsigned long long coremem;
4994         if (!p)
4995                 return -EINVAL;
4996
4997         coremem = memparse(p, &p);
4998         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4999
5000         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5001         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5002
5003         return 0;
5004 }
5005
5006 /*
5007  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5008  * cannot be reclaimed or migrated.
5009  */
5010 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5011 {
5012         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5013 }
5014
5015 /*
5016  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5017  * can be reclaimed or migrated.
5018  */
5019 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5020 {
5021         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5022 }
5023
5024 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5025 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5026
5027 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
5028
5029 /**
5030  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5031  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5032  *
5033  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5034  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5035  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5036  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5037  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5038  * smaller per-cpu batchsize.
5039  */
5040 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5041 {
5042         dma_reserve = new_dma_reserve;
5043 }
5044
5045 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5046 {
5047         free_area_init_node(0, zones_size,
5048                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5049 }
5050
5051 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5052                                  unsigned long action, void *hcpu)
5053 {
5054         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5055
5056         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5057                 drain_pages(cpu);
5058
5059                 /*
5060                  * Spill the event counters of the dead processor
5061                  * into the current processors event counters.
5062                  * This artificially elevates the count of the current
5063                  * processor.
5064                  */
5065                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5066
5067                 /*
5068                  * Zero the differential counters of the dead processor
5069                  * so that the vm statistics are consistent.
5070                  *
5071                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5072                  * race with what we are doing.
5073                  */
5074                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5075         }
5076         return NOTIFY_OK;
5077 }
5078
5079 void __init page_alloc_init(void)
5080 {
5081         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5082 }
5083
5084 /*
5085  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5086  *      or min_free_kbytes changes.
5087  */
5088 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5089 {
5090         struct pglist_data *pgdat;
5091         unsigned long reserve_pages = 0;
5092         enum zone_type i, j;
5093
5094         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5095                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5096                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5097                         unsigned long max = 0;
5098
5099                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5100                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5101                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5102                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5103                         }
5104
5105                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5106                         max += high_wmark_pages(zone);
5107
5108                         if (max > zone->present_pages)
5109                                 max = zone->present_pages;
5110                         reserve_pages += max;
5111                 }
5112         }
5113         totalreserve_pages = reserve_pages;
5114 }
5115
5116 /*
5117  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5118  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5119  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5120  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5121  */
5122 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5123 {
5124         struct pglist_data *pgdat;
5125         enum zone_type j, idx;
5126
5127         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5128                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5129                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5130                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5131
5132                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5133
5134                         idx = j;
5135                         while (idx) {
5136                                 struct zone *lower_zone;
5137
5138                                 idx--;
5139
5140                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5141                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5142
5143                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5144                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5145                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5146                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5147                         }
5148                 }
5149         }
5150
5151         /* update totalreserve_pages */
5152         calculate_totalreserve_pages();
5153 }
5154
5155 /**
5156  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5157  * or when memory is hot-{added|removed}
5158  *
5159  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5160  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5161  */
5162 void setup_per_zone_wmarks(void)
5163 {
5164         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5165         unsigned long lowmem_pages = 0;
5166         struct zone *zone;
5167         unsigned long flags;
5168
5169         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5170         for_each_zone(zone) {
5171                 if (!is_highmem(zone))
5172                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5173         }
5174
5175         for_each_zone(zone) {
5176                 u64 tmp;
5177
5178                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5179                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5180                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5181                 if (is_highmem(zone)) {
5182                         /*
5183                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5184                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5185                          * value here.
5186                          *
5187                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5188                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5189                          * not be capped for highmem.
5190                          */
5191                         int min_pages;
5192
5193                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5194                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5195                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5196                         if (min_pages > 128)
5197                                 min_pages = 128;
5198                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5199                 } else {
5200                         /*
5201                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5202                          * proportionate to the zone's size.
5203                          */
5204                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5205                 }
5206
5207                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5208                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5209                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5210                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5211         }
5212
5213         /* update totalreserve_pages */
5214         calculate_totalreserve_pages();
5215 }
5216
5217 /*
5218  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5219  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5220  * to be referenced again before it is swapped out.
5221  *
5222  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5223  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5224  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5225  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5226  *
5227  * total     target    max
5228  * memory    ratio     inactive anon
5229  * -------------------------------------
5230  *   10MB       1         5MB
5231  *  100MB       1        50MB
5232  *    1GB       3       250MB
5233  *   10GB      10       0.9GB
5234  *  100GB      31         3GB
5235  *    1TB     101        10GB
5236  *   10TB     320        32GB
5237  */
5238 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5239 {
5240         unsigned int gb, ratio;
5241
5242         /* Zone size in gigabytes */
5243         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5244         if (gb)
5245                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5246         else
5247                 ratio = 1;
5248
5249         zone->inactive_ratio = ratio;
5250 }
5251
5252 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5253 {
5254         struct zone *zone;
5255
5256         for_each_zone(zone)
5257                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5258 }
5259
5260 /*
5261  * Initialise min_free_kbytes.
5262  *
5263  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5264  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5265  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5266  *
5267  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5268  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5269  *
5270  * which yields
5271  *
5272  * 16MB:        512k
5273  * 32MB:        724k
5274  * 64MB:        1024k
5275  * 128MB:       1448k
5276  * 256MB:       2048k
5277  * 512MB:       2896k
5278  * 1024MB:      4096k
5279  * 2048MB:      5792k
5280  * 4096MB:      8192k
5281  * 8192MB:      11584k
5282  * 16384MB:     16384k
5283  */
5284 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5285 {
5286         unsigned long lowmem_kbytes;
5287
5288         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5289
5290         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5291         if (min_free_kbytes < 128)
5292                 min_free_kbytes = 128;
5293         if (min_free_kbytes > 65536)
5294                 min_free_kbytes = 65536;
5295         setup_per_zone_wmarks();
5296         refresh_zone_stat_thresholds();
5297         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5298         setup_per_zone_inactive_ratio();
5299         return 0;
5300 }
5301 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5302
5303 /*
5304  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5305  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5306  *      changes.
5307  */
5308 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5309         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5310 {
5311         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5312         if (write)
5313                 setup_per_zone_wmarks();
5314         return 0;
5315 }
5316
5317 #ifdef CONFIG_NUMA
5318 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5319         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5320 {
5321         struct zone *zone;
5322         int rc;
5323
5324         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5325         if (rc)
5326                 return rc;
5327
5328         for_each_zone(zone)
5329                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5330                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5335         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5336 {
5337         struct zone *zone;
5338         int rc;
5339
5340         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5341         if (rc)
5342                 return rc;
5343
5344         for_each_zone(zone)
5345                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5346                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5347         return 0;
5348 }
5349 #endif
5350
5351 /*
5352  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5353  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5354  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5355  *
5356  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5357  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5358  * if in function of the boot time zone sizes.
5359  */
5360 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5361         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5362 {
5363         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5364         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5365         return 0;
5366 }
5367
5368 /*
5369  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5370  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5371  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5372  */
5373
5374 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5375         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5376 {
5377         struct zone *zone;
5378         unsigned int cpu;
5379         int ret;
5380
5381         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5382         if (!write || (ret == -EINVAL))
5383                 return ret;
5384         for_each_populated_zone(zone) {
5385                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5386                         unsigned long  high;
5387                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5388                         setup_pagelist_highmark(
5389                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5390                 }
5391         }
5392         return 0;
5393 }
5394
5395 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5396
5397 #ifdef CONFIG_NUMA
5398 static int __init set_hashdist(char *str)
5399 {
5400         if (!str)
5401                 return 0;
5402         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5403         return 1;
5404 }
5405 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5406 #endif
5407
5408 /*
5409  * allocate a large system hash table from bootmem
5410  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5411  *   quantity of entries
5412  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5413  */
5414 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5415                                      unsigned long bucketsize,
5416                                      unsigned long numentries,
5417                                      int scale,
5418                                      int flags,
5419                                      unsigned int *_hash_shift,
5420                                      unsigned int *_hash_mask,
5421                                      unsigned long limit)
5422 {
5423         unsigned long long max = limit;
5424         unsigned long log2qty, size;
5425         void *table = NULL;
5426
5427         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5428         if (!numentries) {
5429                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5430                 numentries = nr_kernel_pages;
5431                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5432                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5433                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5434
5435                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5436                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5437                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5438                 else
5439                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5440
5441                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5442                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5443                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5444                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5445                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5446                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5447                                 BUG_ON(!numentries);
5448                         }
5449                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5450                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5451         }
5452         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5453
5454         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5455         if (max == 0) {
5456                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5457                 do_div(max, bucketsize);
5458         }
5459
5460         if (numentries > max)
5461                 numentries = max;
5462
5463         log2qty = ilog2(numentries);
5464
5465         do {
5466                 size = bucketsize << log2qty;
5467                 if (flags & HASH_EARLY)
5468                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5469                 else if (hashdist)
5470                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5471                 else {
5472                         /*
5473                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5474                          * some pages at the end of hash table which
5475                          * alloc_pages_exact() automatically does
5476                          */
5477                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5478                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5479                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5480                         }
5481                 }
5482         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5483
5484         if (!table)
5485                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5486
5487         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5488                tablename,
5489                (1UL << log2qty),
5490                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5491                size);
5492
5493         if (_hash_shift)
5494                 *_hash_shift = log2qty;
5495         if (_hash_mask)
5496                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5497
5498         return table;
5499 }
5500
5501 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5502 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5503                                                         unsigned long pfn)
5504 {
5505 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5506         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5507 #else
5508         return zone->pageblock_flags;
5509 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5510 }
5511
5512 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5513 {
5514 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5515         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5516         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5517 #else
5518         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5519         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5520 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5521 }
5522
5523 /**
5524  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5525  * @page: The page within the block of interest
5526  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5527  * @end_bitidx: The last bit of interest
5528  * returns pageblock_bits flags
5529  */
5530 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5531                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5532 {
5533         struct zone *zone;
5534         unsigned long *bitmap;
5535         unsigned long pfn, bitidx;
5536         unsigned long flags = 0;
5537         unsigned long value = 1;
5538
5539         zone = page_zone(page);
5540         pfn = page_to_pfn(page);
5541         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5542         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5543
5544         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5545                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5546                         flags |= value;
5547
5548         return flags;
5549 }
5550
5551 /**
5552  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5553  * @page: The page within the block of interest
5554  * @start_bitidx: The first bit of interest
5555  * @end_bitidx: The last bit of interest
5556  * @flags: The flags to set
5557  */
5558 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5559                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5560 {
5561         struct zone *zone;
5562         unsigned long *bitmap;
5563         unsigned long pfn, bitidx;
5564         unsigned long value = 1;
5565
5566         zone = page_zone(page);
5567         pfn = page_to_pfn(page);
5568         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5569         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5570         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5571         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5572
5573         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5574                 if (flags & value)
5575                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5576                 else
5577                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5578 }
5579
5580 /*
5581  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5582  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5583  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5584  */
5585
5586 static int
5587 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5588 {
5589         unsigned long pfn, iter, found;
5590         /*
5591          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5592          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5593          */
5594         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5595                 return true;
5596
5597         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5598                 return true;
5599
5600         pfn = page_to_pfn(page);
5601         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5602                 unsigned long check = pfn + iter;
5603
5604                 if (!pfn_valid_within(check))
5605                         continue;
5606
5607                 page = pfn_to_page(check);
5608                 if (!page_count(page)) {
5609                         if (PageBuddy(page))
5610                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5611                         continue;
5612                 }
5613                 if (!PageLRU(page))
5614                         found++;
5615                 /*
5616                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5617                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5618                  * and it still to be fixed.
5619                  */
5620                 /*
5621                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5622                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5623                  *
5624                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5625                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5626                  * page at boot.
5627                  */
5628                 if (found > count)
5629                         return false;
5630         }
5631         return true;
5632 }
5633
5634 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5635 {
5636         struct zone *zone = page_zone(page);
5637         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5638
5639         /*
5640          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5641          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5642          * the zone but still within the section.
5643          */
5644         if (!zone || zone->zone_start_pfn > pfn ||
5645                         zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages <= pfn)
5646                 return false;
5647
5648         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5649 }
5650
5651 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5652 {
5653         struct zone *zone;
5654         unsigned long flags, pfn;
5655         struct memory_isolate_notify arg;
5656         int notifier_ret;
5657         int ret = -EBUSY;
5658
5659         zone = page_zone(page);
5660
5661         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5662
5663         pfn = page_to_pfn(page);
5664         arg.start_pfn = pfn;
5665         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5666         arg.pages_found = 0;
5667
5668         /*
5669          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5670          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5671          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5672          * number of pages in a range that are held by the balloon
5673          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5674          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5675          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5676          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5677          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5678          */
5679         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5680         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5681         if (notifier_ret)
5682                 goto out;
5683         /*
5684          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5685          * We just check MOVABLE pages.
5686          */
5687         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5688                 ret = 0;
5689
5690         /*
5691          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5692          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5693          */
5694
5695 out:
5696         if (!ret) {
5697                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5698                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5699         }
5700
5701         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5702         if (!ret)
5703                 drain_all_pages();
5704         return ret;
5705 }
5706
5707 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5708 {
5709         struct zone *zone;
5710         unsigned long flags;
5711         zone = page_zone(page);
5712         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5713         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5714                 goto out;
5715         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5716         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5717 out:
5718         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5719 }
5720
5721 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5722 /*
5723  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5724  */
5725 void
5726 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5727 {
5728         struct page *page;
5729         struct zone *zone;
5730         int order, i;
5731         unsigned long pfn;
5732         unsigned long flags;
5733         /* find the first valid pfn */
5734         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5735                 if (pfn_valid(pfn))
5736                         break;
5737         if (pfn == end_pfn)
5738                 return;
5739         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5740         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5741         pfn = start_pfn;
5742         while (pfn < end_pfn) {
5743                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5744                         pfn++;
5745                         continue;
5746                 }
5747                 page = pfn_to_page(pfn);
5748                 BUG_ON(page_count(page));
5749                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5750                 order = page_order(page);
5751 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5752                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5753                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5754 #endif
5755                 list_del(&page->lru);
5756                 rmv_page_order(page);
5757                 zone->free_area[order].nr_free--;
5758                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5759                                       - (1UL << order));
5760                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5761                         SetPageReserved((page+i));
5762                 pfn += (1 << order);
5763         }
5764         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5765 }
5766 #endif
5767
5768 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5769 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5770 {
5771         struct zone *zone = page_zone(page);
5772         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5773         unsigned long flags;
5774         int order;
5775
5776         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5777         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5778                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5779
5780                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5781                         break;
5782         }
5783         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5784
5785         return order < MAX_ORDER;
5786 }
5787 #endif
5788
5789 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5790         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5791         {1UL << PG_error,               "error"         },
5792         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5793         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5794         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5795         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5796         {1UL << PG_active,              "active"        },
5797         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5798         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5799         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5800         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5801         {1UL << PG_private,             "private"       },
5802         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5803         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5804 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5805         {1UL << PG_head,                "head"          },
5806         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5807 #else
5808         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5809 #endif
5810         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5811         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5812         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5813         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5814         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5815 #ifdef CONFIG_MMU
5816         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5817 #endif
5818 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5819         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5820 #endif
5821 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5822         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5823 #endif
5824         {-1UL,                          NULL            },
5825 };
5826
5827 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5828 {
5829         const char *delim = "";
5830         unsigned long mask;
5831         int i;
5832
5833         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5834
5835         /* remove zone id */
5836         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5837
5838         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5839
5840                 mask = pageflag_names[i].mask;
5841                 if ((flags & mask) != mask)
5842                         continue;
5843
5844                 flags &= ~mask;
5845                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5846                 delim = "|";
5847         }
5848
5849         /* check for left over flags */
5850         if (flags)
5851                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5852
5853         printk(")\n");
5854 }
5855
5856 void dump_page(struct page *page)
5857 {
5858         printk(KERN_ALERT
5859                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5860                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5861                 page->mapping, page->index);
5862         dump_page_flags(page->flags);
5863         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5864 }