]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/page_alloc.c
1dbcf8888f14564612944ed877008a859b394857
[~shefty/rdma-dev.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
131
132 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
133 int pageblock_order __read_mostly;
134 #endif
135
136 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
137
138 /*
139  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
140  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
141  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
142  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
143  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
144  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
145  *
146  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
147  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
148  */
149 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
150 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
151          256,
152 #endif
153 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
154          256,
155 #endif
156 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
157          32,
158 #endif
159          32,
160 };
161
162 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
163
164 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
165 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
166          "DMA",
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
169          "DMA32",
170 #endif
171          "Normal",
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173          "HighMem",
174 #endif
175          "Movable",
176 };
177
178 int min_free_kbytes = 1024;
179
180 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
181 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
182 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
183
184 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
185   /*
186    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
187    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
188    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
189    * so the number of times add_active_range() can be called is
190    * related to the number of nodes and the number of holes
191    */
192   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
193     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
194     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
195   #else
196     #if MAX_NUMNODES >= 32
197       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
198       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
199     #else
200       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
201       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
202     #endif
203   #endif
204
205   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
206   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
207   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
208   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
209   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
210   static unsigned long __initdata required_movablecore;
211   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
212
213   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
214   int movable_zone;
215   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
216 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
217
218 #if MAX_NUMNODES > 1
219 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
220 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
221 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
222 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
223 #endif
224
225 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
226
227 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
228 {
229
230         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
231                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
232
233         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
234                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
235 }
236
237 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
238
239 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
240 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
241 {
242         int ret = 0;
243         unsigned seq;
244         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
245
246         do {
247                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
248                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
249                         ret = 1;
250                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
251                         ret = 1;
252         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
253
254         return ret;
255 }
256
257 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
258 {
259         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
260                 return 0;
261         if (zone != page_zone(page))
262                 return 0;
263
264         return 1;
265 }
266 /*
267  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
268  */
269 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
270 {
271         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
272                 return 1;
273         if (!page_is_consistent(zone, page))
274                 return 1;
275
276         return 0;
277 }
278 #else
279 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
280 {
281         return 0;
282 }
283 #endif
284
285 static void bad_page(struct page *page)
286 {
287         static unsigned long resume;
288         static unsigned long nr_shown;
289         static unsigned long nr_unshown;
290
291         /* Don't complain about poisoned pages */
292         if (PageHWPoison(page)) {
293                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
294                 return;
295         }
296
297         /*
298          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
299          * or allow a steady drip of one report per second.
300          */
301         if (nr_shown == 60) {
302                 if (time_before(jiffies, resume)) {
303                         nr_unshown++;
304                         goto out;
305                 }
306                 if (nr_unshown) {
307                         printk(KERN_ALERT
308                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
309                                 nr_unshown);
310                         nr_unshown = 0;
311                 }
312                 nr_shown = 0;
313         }
314         if (nr_shown++ == 0)
315                 resume = jiffies + 60 * HZ;
316
317         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
318                 current->comm, page_to_pfn(page));
319         dump_page(page);
320
321         dump_stack();
322 out:
323         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
324         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
325         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
326 }
327
328 /*
329  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
330  *
331  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
332  *
333  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
334  *
335  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
336  * the head page (even the head page has this).
337  *
338  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
339  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
340  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
341  */
342
343 static void free_compound_page(struct page *page)
344 {
345         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
346 }
347
348 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
349 {
350         int i;
351         int nr_pages = 1 << order;
352
353         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
354         set_compound_order(page, order);
355         __SetPageHead(page);
356         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
357                 struct page *p = page + i;
358
359                 __SetPageTail(p);
360                 p->first_page = page;
361         }
362 }
363
364 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
365 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
366 {
367         int i;
368         int nr_pages = 1 << order;
369         int bad = 0;
370
371         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
372             unlikely(!PageHead(page))) {
373                 bad_page(page);
374                 bad++;
375         }
376
377         __ClearPageHead(page);
378
379         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
380                 struct page *p = page + i;
381
382                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
383                         bad_page(page);
384                         bad++;
385                 }
386                 __ClearPageTail(p);
387         }
388
389         return bad;
390 }
391
392 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
393 {
394         int i;
395
396         /*
397          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
398          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
399          */
400         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
401         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
402                 clear_highpage(page + i);
403 }
404
405 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
406 {
407         set_page_private(page, order);
408         __SetPageBuddy(page);
409 }
410
411 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
412 {
413         __ClearPageBuddy(page);
414         set_page_private(page, 0);
415 }
416
417 /*
418  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
419  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
420  *
421  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
422  * the following equation:
423  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
424  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
425  * 1 buddy is #10:
426  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
427  *
428  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
429  * satisfies the following equation:
430  *     P = B & ~(1 << O)
431  *
432  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
433  */
434 static inline unsigned long
435 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
436 {
437         return page_idx ^ (1 << order);
438 }
439
440 /*
441  * This function checks whether a page is free && is the buddy
442  * we can do coalesce a page and its buddy if
443  * (a) the buddy is not in a hole &&
444  * (b) the buddy is in the buddy system &&
445  * (c) a page and its buddy have the same order &&
446  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
447  *
448  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
449  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
450  *
451  * For recording page's order, we use page_private(page).
452  */
453 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
454                                                                 int order)
455 {
456         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
457                 return 0;
458
459         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
460                 return 0;
461
462         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
463                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
464                 return 1;
465         }
466         return 0;
467 }
468
469 /*
470  * Freeing function for a buddy system allocator.
471  *
472  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
473  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
474  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
475  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
476  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
477  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
478  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
479  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
480  * parts of the VM system.
481  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
482  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
483  * order is recorded in page_private(page) field.
484  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
485  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
486  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
487  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
488  * triggers coalescing into a block of larger size.            
489  *
490  * -- wli
491  */
492
493 static inline void __free_one_page(struct page *page,
494                 struct zone *zone, unsigned int order,
495                 int migratetype)
496 {
497         unsigned long page_idx;
498         unsigned long combined_idx;
499         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
500         struct page *buddy;
501
502         if (unlikely(PageCompound(page)))
503                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
504                         return;
505
506         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
507
508         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
509
510         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
511         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
512
513         while (order < MAX_ORDER-1) {
514                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
515                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
516                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
517                         break;
518
519                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
520                 list_del(&buddy->lru);
521                 zone->free_area[order].nr_free--;
522                 rmv_page_order(buddy);
523                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
524                 page = page + (combined_idx - page_idx);
525                 page_idx = combined_idx;
526                 order++;
527         }
528         set_page_order(page, order);
529
530         /*
531          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
532          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
533          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
534          * that is happening, add the free page to the tail of the list
535          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
536          * as a higher order page
537          */
538         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
539                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
540                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
541                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
542                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
543                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
544                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
545                         list_add_tail(&page->lru,
546                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
547                         goto out;
548                 }
549         }
550
551         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
552 out:
553         zone->free_area[order].nr_free++;
554 }
555
556 /*
557  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
558  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
559  * free_pages_check() will verify...
560  */
561 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
562 {
563         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
564         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
565 }
566
567 static inline int free_pages_check(struct page *page)
568 {
569         if (unlikely(page_mapcount(page) |
570                 (page->mapping != NULL)  |
571                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
572                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
573                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
574                 bad_page(page);
575                 return 1;
576         }
577         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
578                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
579         return 0;
580 }
581
582 /*
583  * Frees a number of pages from the PCP lists
584  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
585  * count is the number of pages to free.
586  *
587  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
588  * see if this freeing clears that state.
589  *
590  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
591  * pinned" detection logic.
592  */
593 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
594                                         struct per_cpu_pages *pcp)
595 {
596         int migratetype = 0;
597         int batch_free = 0;
598         int to_free = count;
599
600         spin_lock(&zone->lock);
601         zone->all_unreclaimable = 0;
602         zone->pages_scanned = 0;
603
604         while (to_free) {
605                 struct page *page;
606                 struct list_head *list;
607
608                 /*
609                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
610                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
611                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
612                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
613                  * lists
614                  */
615                 do {
616                         batch_free++;
617                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
618                                 migratetype = 0;
619                         list = &pcp->lists[migratetype];
620                 } while (list_empty(list));
621
622                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
623                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
624                         batch_free = to_free;
625
626                 do {
627                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
628                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
629                         list_del(&page->lru);
630                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
631                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
632                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
633                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
634         }
635         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
636         spin_unlock(&zone->lock);
637 }
638
639 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
640                                 int migratetype)
641 {
642         spin_lock(&zone->lock);
643         zone->all_unreclaimable = 0;
644         zone->pages_scanned = 0;
645
646         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
647         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
648         spin_unlock(&zone->lock);
649 }
650
651 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
652 {
653         int i;
654         int bad = 0;
655
656         trace_mm_page_free_direct(page, order);
657         kmemcheck_free_shadow(page, order);
658
659         if (PageAnon(page))
660                 page->mapping = NULL;
661         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
662                 bad += free_pages_check(page + i);
663         if (bad)
664                 return false;
665
666         if (!PageHighMem(page)) {
667                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
668                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
669                                            PAGE_SIZE << order);
670         }
671         arch_free_page(page, order);
672         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
673
674         return true;
675 }
676
677 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
678 {
679         unsigned long flags;
680         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
681
682         if (!free_pages_prepare(page, order))
683                 return;
684
685         local_irq_save(flags);
686         if (unlikely(wasMlocked))
687                 free_page_mlock(page);
688         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
689         free_one_page(page_zone(page), page, order,
690                                         get_pageblock_migratetype(page));
691         local_irq_restore(flags);
692 }
693
694 /*
695  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
696  */
697 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
698 {
699         if (order == 0) {
700                 __ClearPageReserved(page);
701                 set_page_count(page, 0);
702                 set_page_refcounted(page);
703                 __free_page(page);
704         } else {
705                 int loop;
706
707                 prefetchw(page);
708                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
709                         struct page *p = &page[loop];
710
711                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
712                                 prefetchw(p + 1);
713                         __ClearPageReserved(p);
714                         set_page_count(p, 0);
715                 }
716
717                 set_page_refcounted(page);
718                 __free_pages(page, order);
719         }
720 }
721
722
723 /*
724  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
725  * Please do not alter this order without good reasons and regression
726  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
727  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
728  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
729  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
730  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
731  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
732  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
733  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
734  *
735  * -- wli
736  */
737 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
738         int low, int high, struct free_area *area,
739         int migratetype)
740 {
741         unsigned long size = 1 << high;
742
743         while (high > low) {
744                 area--;
745                 high--;
746                 size >>= 1;
747                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
748                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
749                 area->nr_free++;
750                 set_page_order(&page[size], high);
751         }
752 }
753
754 /*
755  * This page is about to be returned from the page allocator
756  */
757 static inline int check_new_page(struct page *page)
758 {
759         if (unlikely(page_mapcount(page) |
760                 (page->mapping != NULL)  |
761                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
762                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
763                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
764                 bad_page(page);
765                 return 1;
766         }
767         return 0;
768 }
769
770 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
771 {
772         int i;
773
774         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
775                 struct page *p = page + i;
776                 if (unlikely(check_new_page(p)))
777                         return 1;
778         }
779
780         set_page_private(page, 0);
781         set_page_refcounted(page);
782
783         arch_alloc_page(page, order);
784         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
785
786         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
787                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
788
789         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
790                 prep_compound_page(page, order);
791
792         return 0;
793 }
794
795 /*
796  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
797  * the smallest available page from the freelists
798  */
799 static inline
800 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
801                                                 int migratetype)
802 {
803         unsigned int current_order;
804         struct free_area * area;
805         struct page *page;
806
807         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
808         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
809                 area = &(zone->free_area[current_order]);
810                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
811                         continue;
812
813                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
814                                                         struct page, lru);
815                 list_del(&page->lru);
816                 rmv_page_order(page);
817                 area->nr_free--;
818                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
819                 return page;
820         }
821
822         return NULL;
823 }
824
825
826 /*
827  * This array describes the order lists are fallen back to when
828  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
829  */
830 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
831         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
832         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
833         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
834         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
835 };
836
837 /*
838  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
839  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
840  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
841  */
842 static int move_freepages(struct zone *zone,
843                           struct page *start_page, struct page *end_page,
844                           int migratetype)
845 {
846         struct page *page;
847         unsigned long order;
848         int pages_moved = 0;
849
850 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
851         /*
852          * page_zone is not safe to call in this context when
853          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
854          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
855          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
856          * grouping pages by mobility
857          */
858         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
859 #endif
860
861         for (page = start_page; page <= end_page;) {
862                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
863                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
864
865                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
866                         page++;
867                         continue;
868                 }
869
870                 if (!PageBuddy(page)) {
871                         page++;
872                         continue;
873                 }
874
875                 order = page_order(page);
876                 list_move(&page->lru,
877                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
878                 page += 1 << order;
879                 pages_moved += 1 << order;
880         }
881
882         return pages_moved;
883 }
884
885 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
886                                 int migratetype)
887 {
888         unsigned long start_pfn, end_pfn;
889         struct page *start_page, *end_page;
890
891         start_pfn = page_to_pfn(page);
892         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
893         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
894         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
895         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
896
897         /* Do not cross zone boundaries */
898         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
899                 start_page = page;
900         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
901                 return 0;
902
903         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
904 }
905
906 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
907                                         int start_order, int migratetype)
908 {
909         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
910
911         while (nr_pageblocks--) {
912                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
913                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
914         }
915 }
916
917 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
918 static inline struct page *
919 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
920 {
921         struct free_area * area;
922         int current_order;
923         struct page *page;
924         int migratetype, i;
925
926         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
927         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
928                                                 --current_order) {
929                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
930                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
931
932                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
933                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
934                                 continue;
935
936                         area = &(zone->free_area[current_order]);
937                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
938                                 continue;
939
940                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
941                                         struct page, lru);
942                         area->nr_free--;
943
944                         /*
945                          * If breaking a large block of pages, move all free
946                          * pages to the preferred allocation list. If falling
947                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
948                          * aggressive about taking ownership of free pages
949                          */
950                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
951                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
952                                         page_group_by_mobility_disabled) {
953                                 unsigned long pages;
954                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
955                                                                 start_migratetype);
956
957                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
958                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
959                                                 page_group_by_mobility_disabled)
960                                         set_pageblock_migratetype(page,
961                                                                 start_migratetype);
962
963                                 migratetype = start_migratetype;
964                         }
965
966                         /* Remove the page from the freelists */
967                         list_del(&page->lru);
968                         rmv_page_order(page);
969
970                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
971                         if (current_order >= pageblock_order)
972                                 change_pageblock_range(page, current_order,
973                                                         start_migratetype);
974
975                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
976
977                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
978                                 start_migratetype, migratetype);
979
980                         return page;
981                 }
982         }
983
984         return NULL;
985 }
986
987 /*
988  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
989  * Call me with the zone->lock already held.
990  */
991 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
992                                                 int migratetype)
993 {
994         struct page *page;
995
996 retry_reserve:
997         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
998
999         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1000                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1001
1002                 /*
1003                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1004                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1005                  * and we want just one call site
1006                  */
1007                 if (!page) {
1008                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1009                         goto retry_reserve;
1010                 }
1011         }
1012
1013         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1014         return page;
1015 }
1016
1017 /* 
1018  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1019  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1020  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1021  */
1022 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1023                         unsigned long count, struct list_head *list,
1024                         int migratetype, int cold)
1025 {
1026         int i;
1027         
1028         spin_lock(&zone->lock);
1029         for (i = 0; i < count; ++i) {
1030                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1031                 if (unlikely(page == NULL))
1032                         break;
1033
1034                 /*
1035                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1036                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1037                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1038                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1039                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1040                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1041                  * properly.
1042                  */
1043                 if (likely(cold == 0))
1044                         list_add(&page->lru, list);
1045                 else
1046                         list_add_tail(&page->lru, list);
1047                 set_page_private(page, migratetype);
1048                 list = &page->lru;
1049         }
1050         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1051         spin_unlock(&zone->lock);
1052         return i;
1053 }
1054
1055 #ifdef CONFIG_NUMA
1056 /*
1057  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1058  * currently executing processor on remote nodes after they have
1059  * expired.
1060  *
1061  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1062  * a single processor.
1063  */
1064 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1065 {
1066         unsigned long flags;
1067         int to_drain;
1068
1069         local_irq_save(flags);
1070         if (pcp->count >= pcp->batch)
1071                 to_drain = pcp->batch;
1072         else
1073                 to_drain = pcp->count;
1074         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1075         pcp->count -= to_drain;
1076         local_irq_restore(flags);
1077 }
1078 #endif
1079
1080 /*
1081  * Drain pages of the indicated processor.
1082  *
1083  * The processor must either be the current processor and the
1084  * thread pinned to the current processor or a processor that
1085  * is not online.
1086  */
1087 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1088 {
1089         unsigned long flags;
1090         struct zone *zone;
1091
1092         for_each_populated_zone(zone) {
1093                 struct per_cpu_pageset *pset;
1094                 struct per_cpu_pages *pcp;
1095
1096                 local_irq_save(flags);
1097                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1098
1099                 pcp = &pset->pcp;
1100                 if (pcp->count) {
1101                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1102                         pcp->count = 0;
1103                 }
1104                 local_irq_restore(flags);
1105         }
1106 }
1107
1108 /*
1109  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1110  */
1111 void drain_local_pages(void *arg)
1112 {
1113         drain_pages(smp_processor_id());
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1118  */
1119 void drain_all_pages(void)
1120 {
1121         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1122 }
1123
1124 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1125
1126 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1127 {
1128         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1129         unsigned long flags;
1130         int order, t;
1131         struct list_head *curr;
1132
1133         if (!zone->spanned_pages)
1134                 return;
1135
1136         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1137
1138         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1139         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1140                 if (pfn_valid(pfn)) {
1141                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1142
1143                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1144                                 swsusp_unset_page_free(page);
1145                 }
1146
1147         for_each_migratetype_order(order, t) {
1148                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1149                         unsigned long i;
1150
1151                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1152                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1153                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1154                 }
1155         }
1156         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1157 }
1158 #endif /* CONFIG_PM */
1159
1160 /*
1161  * Free a 0-order page
1162  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1163  */
1164 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1165 {
1166         struct zone *zone = page_zone(page);
1167         struct per_cpu_pages *pcp;
1168         unsigned long flags;
1169         int migratetype;
1170         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1171
1172         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1173                 return;
1174
1175         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1176         set_page_private(page, migratetype);
1177         local_irq_save(flags);
1178         if (unlikely(wasMlocked))
1179                 free_page_mlock(page);
1180         __count_vm_event(PGFREE);
1181
1182         /*
1183          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1184          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1185          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1186          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1187          * excessively into the page allocator
1188          */
1189         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1190                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1191                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1192                         goto out;
1193                 }
1194                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1195         }
1196
1197         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1198         if (cold)
1199                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1200         else
1201                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1202         pcp->count++;
1203         if (pcp->count >= pcp->high) {
1204                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1205                 pcp->count -= pcp->batch;
1206         }
1207
1208 out:
1209         local_irq_restore(flags);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1214  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1215  * Each sub-page must be freed individually.
1216  *
1217  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1218  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1219  */
1220 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1221 {
1222         int i;
1223
1224         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1225         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1226
1227 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1228         /*
1229          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1230          * otherwise free the whole shadow.
1231          */
1232         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1233                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1234 #endif
1235
1236         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1237                 set_page_refcounted(page + i);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1242  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1243  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1244  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1245  * are enabled.
1246  *
1247  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1248  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1249  */
1250 int split_free_page(struct page *page)
1251 {
1252         unsigned int order;
1253         unsigned long watermark;
1254         struct zone *zone;
1255
1256         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1257
1258         zone = page_zone(page);
1259         order = page_order(page);
1260
1261         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1262         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1263         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1264                 return 0;
1265
1266         /* Remove page from free list */
1267         list_del(&page->lru);
1268         zone->free_area[order].nr_free--;
1269         rmv_page_order(page);
1270         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1271
1272         /* Split into individual pages */
1273         set_page_refcounted(page);
1274         split_page(page, order);
1275
1276         if (order >= pageblock_order - 1) {
1277                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1278                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1279                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1280         }
1281
1282         return 1 << order;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1287  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1288  * or two.
1289  */
1290 static inline
1291 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1292                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1293                         int migratetype)
1294 {
1295         unsigned long flags;
1296         struct page *page;
1297         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1298
1299 again:
1300         if (likely(order == 0)) {
1301                 struct per_cpu_pages *pcp;
1302                 struct list_head *list;
1303
1304                 local_irq_save(flags);
1305                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1306                 list = &pcp->lists[migratetype];
1307                 if (list_empty(list)) {
1308                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1309                                         pcp->batch, list,
1310                                         migratetype, cold);
1311                         if (unlikely(list_empty(list)))
1312                                 goto failed;
1313                 }
1314
1315                 if (cold)
1316                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1317                 else
1318                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1319
1320                 list_del(&page->lru);
1321                 pcp->count--;
1322         } else {
1323                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1324                         /*
1325                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1326                          *
1327                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1328                          * properly detect and handle allocation failures.
1329                          *
1330                          * We most definitely don't want callers attempting to
1331                          * allocate greater than order-1 page units with
1332                          * __GFP_NOFAIL.
1333                          */
1334                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1335                 }
1336                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1337                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1338                 spin_unlock(&zone->lock);
1339                 if (!page)
1340                         goto failed;
1341                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1342         }
1343
1344         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1345         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1346         local_irq_restore(flags);
1347
1348         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1349         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1350                 goto again;
1351         return page;
1352
1353 failed:
1354         local_irq_restore(flags);
1355         return NULL;
1356 }
1357
1358 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1359 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1360 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1361 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1362 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1363
1364 /* Mask to get the watermark bits */
1365 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1366
1367 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1368 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1369 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1370
1371 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1372
1373 static struct {
1374         struct fault_attr attr;
1375
1376         u32 ignore_gfp_highmem;
1377         u32 ignore_gfp_wait;
1378         u32 min_order;
1379 } fail_page_alloc = {
1380         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1381         .ignore_gfp_wait = 1,
1382         .ignore_gfp_highmem = 1,
1383         .min_order = 1,
1384 };
1385
1386 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1387 {
1388         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1389 }
1390 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1391
1392 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1393 {
1394         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1395                 return 0;
1396         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1397                 return 0;
1398         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1399                 return 0;
1400         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1401                 return 0;
1402
1403         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1404 }
1405
1406 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1407
1408 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1409 {
1410         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1411         struct dentry *dir;
1412         int err;
1413
1414         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1415                                        "fail_page_alloc");
1416         if (err)
1417                 return err;
1418
1419         dir = fail_page_alloc.attr.dir;
1420
1421         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1422                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1423                 goto fail;
1424         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1425                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1426                 goto fail;
1427         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1428                                 &fail_page_alloc.min_order))
1429                 goto fail;
1430
1431         return 0;
1432 fail:
1433         cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1434
1435         return -ENOMEM;
1436 }
1437
1438 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1439
1440 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1441
1442 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1443
1444 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1445 {
1446         return 0;
1447 }
1448
1449 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1450
1451 /*
1452  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1453  * of the allocation.
1454  */
1455 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1456                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1457 {
1458         /* free_pages my go negative - that's OK */
1459         long min = mark;
1460         int o;
1461
1462         free_pages -= (1 << order) + 1;
1463         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1464                 min -= min / 2;
1465         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1466                 min -= min / 4;
1467
1468         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1469                 return false;
1470         for (o = 0; o < order; o++) {
1471                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1472                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1473
1474                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1475                 min >>= 1;
1476
1477                 if (free_pages <= min)
1478                         return false;
1479         }
1480         return true;
1481 }
1482
1483 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1484                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1485 {
1486         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1487                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1488 }
1489
1490 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1491                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1492 {
1493         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1494
1495         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1496                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1497
1498         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1499                                                                 free_pages);
1500 }
1501
1502 #ifdef CONFIG_NUMA
1503 /*
1504  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1505  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1506  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1507  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1508  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1509  *
1510  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1511  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1512  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1513  *
1514  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1515  * nothing and returns NULL.
1516  *
1517  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1518  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1519  *
1520  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1521  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1522  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1523  * quickly as we can.
1524  */
1525 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1526 {
1527         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1528         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1529
1530         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1531         if (!zlc)
1532                 return NULL;
1533
1534         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1535                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1536                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1537         }
1538
1539         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1540                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1541                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1542         return allowednodes;
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1547  * if it is worth looking at further for free memory:
1548  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1549  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1550  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1551  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1552  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1553  * else return false (zero) if it is not.
1554  *
1555  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1556  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1557  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1558  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1559  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1560  * into the second scan of the zonelist.
1561  *
1562  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1563  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1564  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1565  * unturned looking for a free page.
1566  */
1567 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1568                                                 nodemask_t *allowednodes)
1569 {
1570         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1571         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1572         int n;                          /* node that zone *z is on */
1573
1574         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1575         if (!zlc)
1576                 return 1;
1577
1578         i = z - zonelist->_zonerefs;
1579         n = zlc->z_to_n[i];
1580
1581         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1582         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1583 }
1584
1585 /*
1586  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1587  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1588  * from that zone don't waste time re-examining it.
1589  */
1590 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1591 {
1592         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1593         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1594
1595         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1596         if (!zlc)
1597                 return;
1598
1599         i = z - zonelist->_zonerefs;
1600
1601         set_bit(i, zlc->fullzones);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1606  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1607  */
1608 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1609 {
1610         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1611
1612         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1613         if (!zlc)
1614                 return;
1615
1616         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1617 }
1618
1619 #else   /* CONFIG_NUMA */
1620
1621 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1622 {
1623         return NULL;
1624 }
1625
1626 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1627                                 nodemask_t *allowednodes)
1628 {
1629         return 1;
1630 }
1631
1632 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1633 {
1634 }
1635
1636 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1637 {
1638 }
1639 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1640
1641 /*
1642  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1643  * a page.
1644  */
1645 static struct page *
1646 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1647                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1648                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1649 {
1650         struct zoneref *z;
1651         struct page *page = NULL;
1652         int classzone_idx;
1653         struct zone *zone;
1654         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1655         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1656         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1657
1658         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1659 zonelist_scan:
1660         /*
1661          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1662          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1663          */
1664         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1665                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1666                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1667                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1668                                 continue;
1669                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1670                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1671                                 continue;
1672
1673                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1674                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1675                         unsigned long mark;
1676                         int ret;
1677
1678                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1679                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1680                                     classzone_idx, alloc_flags))
1681                                 goto try_this_zone;
1682
1683                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1684                                 /*
1685                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1686                                  * and before considering the first zone allowed
1687                                  * by the cpuset.
1688                                  */
1689                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1690                                 zlc_active = 1;
1691                                 did_zlc_setup = 1;
1692                         }
1693
1694                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1695                                 goto this_zone_full;
1696
1697                         /*
1698                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1699                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1700                          */
1701                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1702                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1703                                 continue;
1704
1705                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1706                         switch (ret) {
1707                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1708                                 /* did not scan */
1709                                 continue;
1710                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1711                                 /* scanned but unreclaimable */
1712                                 continue;
1713                         default:
1714                                 /* did we reclaim enough */
1715                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1716                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1717                                         goto this_zone_full;
1718                         }
1719                 }
1720
1721 try_this_zone:
1722                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1723                                                 gfp_mask, migratetype);
1724                 if (page)
1725                         break;
1726 this_zone_full:
1727                 if (NUMA_BUILD)
1728                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1729         }
1730
1731         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1732                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1733                 zlc_active = 0;
1734                 goto zonelist_scan;
1735         }
1736         return page;
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1741  * meminfo in irq context.
1742  */
1743 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1744 {
1745         bool ret = false;
1746
1747 #if NODES_SHIFT > 8
1748         ret = in_interrupt();
1749 #endif
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1754                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1755                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1756
1757 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1758 {
1759         va_list args;
1760         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1761
1762         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1763                 return;
1764
1765         /*
1766          * This documents exceptions given to allocations in certain
1767          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1768          * of allowed nodes.
1769          */
1770         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1771                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1772                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1773                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1774         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1775                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1776
1777         if (fmt) {
1778                 printk(KERN_WARNING);
1779                 va_start(args, fmt);
1780                 vprintk(fmt, args);
1781                 va_end(args);
1782         }
1783
1784         pr_warning("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1785                    current->comm, order, gfp_mask);
1786
1787         dump_stack();
1788         if (!should_suppress_show_mem())
1789                 show_mem(filter);
1790 }
1791
1792 static inline int
1793 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1794                                 unsigned long pages_reclaimed)
1795 {
1796         /* Do not loop if specifically requested */
1797         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1798                 return 0;
1799
1800         /*
1801          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1802          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1803          * implementations.
1804          */
1805         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1806                 return 1;
1807
1808         /*
1809          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1810          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1811          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1812          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1813          * allocation still fails, we stop retrying.
1814          */
1815         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1816                 return 1;
1817
1818         /*
1819          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1820          * explicitly requests that.
1821          */
1822         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1823                 return 1;
1824
1825         return 0;
1826 }
1827
1828 static inline struct page *
1829 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1830         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1831         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1832         int migratetype)
1833 {
1834         struct page *page;
1835
1836         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1837         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1838                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1839                 return NULL;
1840         }
1841
1842         /*
1843          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1844          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1845          * we're still under heavy pressure.
1846          */
1847         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1848                 order, zonelist, high_zoneidx,
1849                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1850                 preferred_zone, migratetype);
1851         if (page)
1852                 goto out;
1853
1854         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1855                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1856                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1857                         goto out;
1858                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1859                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1860                         goto out;
1861                 /*
1862                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1863                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1864                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1865                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1866                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1867                  */
1868                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1869                         goto out;
1870         }
1871         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1872         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1873
1874 out:
1875         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1876         return page;
1877 }
1878
1879 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1880 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1881 static struct page *
1882 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1883         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1884         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1885         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1886         bool sync_migration)
1887 {
1888         struct page *page;
1889
1890         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1891                 return NULL;
1892
1893         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1894         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1895                                                 nodemask, sync_migration);
1896         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1897         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1898
1899                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1900                 drain_pages(get_cpu());
1901                 put_cpu();
1902
1903                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1904                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1905                                 alloc_flags, preferred_zone,
1906                                 migratetype);
1907                 if (page) {
1908                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1909                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1910                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1911                         return page;
1912                 }
1913
1914                 /*
1915                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1916                  * The most likely reason is that pages exist,
1917                  * but not enough to satisfy watermarks.
1918                  */
1919                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1920                 defer_compaction(preferred_zone);
1921
1922                 cond_resched();
1923         }
1924
1925         return NULL;
1926 }
1927 #else
1928 static inline struct page *
1929 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1930         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1931         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1932         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1933         bool sync_migration)
1934 {
1935         return NULL;
1936 }
1937 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1938
1939 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1940 static inline struct page *
1941 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1942         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1943         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1944         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1945 {
1946         struct page *page = NULL;
1947         struct reclaim_state reclaim_state;
1948         bool drained = false;
1949
1950         cond_resched();
1951
1952         /* We now go into synchronous reclaim */
1953         cpuset_memory_pressure_bump();
1954         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1955         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1956         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1957         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1958
1959         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1960
1961         current->reclaim_state = NULL;
1962         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1963         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1964
1965         cond_resched();
1966
1967         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1968                 return NULL;
1969
1970         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
1971         if (NUMA_BUILD)
1972                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
1973
1974 retry:
1975         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1976                                         zonelist, high_zoneidx,
1977                                         alloc_flags, preferred_zone,
1978                                         migratetype);
1979
1980         /*
1981          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
1982          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
1983          */
1984         if (!page && !drained) {
1985                 drain_all_pages();
1986                 drained = true;
1987                 goto retry;
1988         }
1989
1990         return page;
1991 }
1992
1993 /*
1994  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
1995  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
1996  */
1997 static inline struct page *
1998 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1999         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2000         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2001         int migratetype)
2002 {
2003         struct page *page;
2004
2005         do {
2006                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2007                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2008                         preferred_zone, migratetype);
2009
2010                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2011                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2012         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2013
2014         return page;
2015 }
2016
2017 static inline
2018 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2019                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2020                                                 enum zone_type classzone_idx)
2021 {
2022         struct zoneref *z;
2023         struct zone *zone;
2024
2025         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2026                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2027 }
2028
2029 static inline int
2030 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2031 {
2032         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2033         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2034
2035         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2036         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2037
2038         /*
2039          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2040          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2041          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2042          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2043          */
2044         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2045
2046         if (!wait) {
2047                 /*
2048                  * Not worth trying to allocate harder for
2049                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2050                  */
2051                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2052                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2053                 /*
2054                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2055                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2056                  */
2057                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2058         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2059                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2060
2061         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2062                 if (!in_interrupt() &&
2063                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2064                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2065                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2066         }
2067
2068         return alloc_flags;
2069 }
2070
2071 static inline struct page *
2072 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2073         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2074         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2075         int migratetype)
2076 {
2077         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2078         struct page *page = NULL;
2079         int alloc_flags;
2080         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2081         unsigned long did_some_progress;
2082         bool sync_migration = false;
2083
2084         /*
2085          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2086          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2087          * be using allocators in order of preference for an area that is
2088          * too large.
2089          */
2090         if (order >= MAX_ORDER) {
2091                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2092                 return NULL;
2093         }
2094
2095         /*
2096          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2097          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2098          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2099          * using a larger set of nodes after it has established that the
2100          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2101          * over allocated.
2102          */
2103         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2104                 goto nopage;
2105
2106 restart:
2107         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2108                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2109                                                 zone_idx(preferred_zone));
2110
2111         /*
2112          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2113          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2114          * to how we want to proceed.
2115          */
2116         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2117
2118         /*
2119          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2120          * cpusets.
2121          */
2122         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2123                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2124                                         &preferred_zone);
2125
2126 rebalance:
2127         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2128         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2129                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2130                         preferred_zone, migratetype);
2131         if (page)
2132                 goto got_pg;
2133
2134         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2135         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2136                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2137                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2138                                 preferred_zone, migratetype);
2139                 if (page)
2140                         goto got_pg;
2141         }
2142
2143         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2144         if (!wait)
2145                 goto nopage;
2146
2147         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2148         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2149                 goto nopage;
2150
2151         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2152         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2153                 goto nopage;
2154
2155         /*
2156          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2157          * attempts after direct reclaim are synchronous
2158          */
2159         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2160                                         zonelist, high_zoneidx,
2161                                         nodemask,
2162                                         alloc_flags, preferred_zone,
2163                                         migratetype, &did_some_progress,
2164                                         sync_migration);
2165         if (page)
2166                 goto got_pg;
2167         sync_migration = true;
2168
2169         /* Try direct reclaim and then allocating */
2170         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2171                                         zonelist, high_zoneidx,
2172                                         nodemask,
2173                                         alloc_flags, preferred_zone,
2174                                         migratetype, &did_some_progress);
2175         if (page)
2176                 goto got_pg;
2177
2178         /*
2179          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2180          * running out of options and have to consider going OOM
2181          */
2182         if (!did_some_progress) {
2183                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2184                         if (oom_killer_disabled)
2185                                 goto nopage;
2186                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2187                                         zonelist, high_zoneidx,
2188                                         nodemask, preferred_zone,
2189                                         migratetype);
2190                         if (page)
2191                                 goto got_pg;
2192
2193                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2194                                 /*
2195                                  * The oom killer is not called for high-order
2196                                  * allocations that may fail, so if no progress
2197                                  * is being made, there are no other options and
2198                                  * retrying is unlikely to help.
2199                                  */
2200                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2201                                         goto nopage;
2202                                 /*
2203                                  * The oom killer is not called for lowmem
2204                                  * allocations to prevent needlessly killing
2205                                  * innocent tasks.
2206                                  */
2207                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2208                                         goto nopage;
2209                         }
2210
2211                         goto restart;
2212                 }
2213         }
2214
2215         /* Check if we should retry the allocation */
2216         pages_reclaimed += did_some_progress;
2217         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2218                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2219                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2220                 goto rebalance;
2221         } else {
2222                 /*
2223                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2224                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2225                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2226                  */
2227                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2228                                         zonelist, high_zoneidx,
2229                                         nodemask,
2230                                         alloc_flags, preferred_zone,
2231                                         migratetype, &did_some_progress,
2232                                         sync_migration);
2233                 if (page)
2234                         goto got_pg;
2235         }
2236
2237 nopage:
2238         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2239         return page;
2240 got_pg:
2241         if (kmemcheck_enabled)
2242                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2243         return page;
2244
2245 }
2246
2247 /*
2248  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2249  */
2250 struct page *
2251 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2252                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2253 {
2254         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2255         struct zone *preferred_zone;
2256         struct page *page;
2257         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2258
2259         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2260
2261         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2262
2263         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2264
2265         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2266                 return NULL;
2267
2268         /*
2269          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2270          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2271          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2272          */
2273         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2274                 return NULL;
2275
2276         get_mems_allowed();
2277         /* The preferred zone is used for statistics later */
2278         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2279                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2280                                 &preferred_zone);
2281         if (!preferred_zone) {
2282                 put_mems_allowed();
2283                 return NULL;
2284         }
2285
2286         /* First allocation attempt */
2287         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2288                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2289                         preferred_zone, migratetype);
2290         if (unlikely(!page))
2291                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2292                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2293                                 preferred_zone, migratetype);
2294         put_mems_allowed();
2295
2296         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2297         return page;
2298 }
2299 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2300
2301 /*
2302  * Common helper functions.
2303  */
2304 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2305 {
2306         struct page *page;
2307
2308         /*
2309          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2310          * a highmem page
2311          */
2312         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2313
2314         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2315         if (!page)
2316                 return 0;
2317         return (unsigned long) page_address(page);
2318 }
2319 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2320
2321 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2322 {
2323         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2324 }
2325 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2326
2327 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2328 {
2329         int i = pagevec_count(pvec);
2330
2331         while (--i >= 0) {
2332                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2333                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2334         }
2335 }
2336
2337 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2338 {
2339         if (put_page_testzero(page)) {
2340                 if (order == 0)
2341                         free_hot_cold_page(page, 0);
2342                 else
2343                         __free_pages_ok(page, order);
2344         }
2345 }
2346
2347 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2348
2349 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2350 {
2351         if (addr != 0) {
2352                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2353                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2354         }
2355 }
2356
2357 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2358
2359 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2360 {
2361         if (addr) {
2362                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2363                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2364
2365                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2366                 while (used < alloc_end) {
2367                         free_page(used);
2368                         used += PAGE_SIZE;
2369                 }
2370         }
2371         return (void *)addr;
2372 }
2373
2374 /**
2375  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2376  * @size: the number of bytes to allocate
2377  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2378  *
2379  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2380  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2381  * allocate memory in power-of-two pages.
2382  *
2383  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2384  *
2385  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2386  */
2387 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2388 {
2389         unsigned int order = get_order(size);
2390         unsigned long addr;
2391
2392         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2393         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2394 }
2395 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2396
2397 /**
2398  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2399  *                         pages on a node.
2400  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2401  * @size: the number of bytes to allocate
2402  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2403  *
2404  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2405  * back.
2406  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2407  * but is not exact.
2408  */
2409 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2410 {
2411         unsigned order = get_order(size);
2412         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2413         if (!p)
2414                 return NULL;
2415         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2418
2419 /**
2420  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2421  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2422  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2423  *
2424  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2425  */
2426 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2427 {
2428         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2429         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2430
2431         while (addr < end) {
2432                 free_page(addr);
2433                 addr += PAGE_SIZE;
2434         }
2435 }
2436 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2437
2438 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2439 {
2440         struct zoneref *z;
2441         struct zone *zone;
2442
2443         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2444         unsigned int sum = 0;
2445
2446         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2447
2448         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2449                 unsigned long size = zone->present_pages;
2450                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2451                 if (size > high)
2452                         sum += size - high;
2453         }
2454
2455         return sum;
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2460  */
2461 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2462 {
2463         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2464 }
2465 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2466
2467 /*
2468  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2469  */
2470 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2471 {
2472         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2473 }
2474
2475 static inline void show_node(struct zone *zone)
2476 {
2477         if (NUMA_BUILD)
2478                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2479 }
2480
2481 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2482 {
2483         val->totalram = totalram_pages;
2484         val->sharedram = 0;
2485         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2486         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2487         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2488         val->freehigh = nr_free_highpages();
2489         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2490 }
2491
2492 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2493
2494 #ifdef CONFIG_NUMA
2495 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2496 {
2497         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2498
2499         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2500         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2501 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2502         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2503         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2504                         NR_FREE_PAGES);
2505 #else
2506         val->totalhigh = 0;
2507         val->freehigh = 0;
2508 #endif
2509         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2510 }
2511 #endif
2512
2513 /*
2514  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2515  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2516  */
2517 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2518 {
2519         bool ret = false;
2520
2521         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2522                 goto out;
2523
2524         get_mems_allowed();
2525         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2526         put_mems_allowed();
2527 out:
2528         return ret;
2529 }
2530
2531 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2532
2533 /*
2534  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2535  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2536  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2537  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2538  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2539  */
2540 void show_free_areas(unsigned int filter)
2541 {
2542         int cpu;
2543         struct zone *zone;
2544
2545         for_each_populated_zone(zone) {
2546                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2547                         continue;
2548                 show_node(zone);
2549                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2550
2551                 for_each_online_cpu(cpu) {
2552                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2553
2554                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2555
2556                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2557                                cpu, pageset->pcp.high,
2558                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2559                 }
2560         }
2561
2562         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2563                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2564                 " unevictable:%lu"
2565                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2566                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2567                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2568                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2569                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2570                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2571                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2572                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2573                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2574                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2575                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2576                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2577                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2578                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2579                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2580                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2581                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2582                 global_page_state(NR_SHMEM),
2583                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2584                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2585
2586         for_each_populated_zone(zone) {
2587                 int i;
2588
2589                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2590                         continue;
2591                 show_node(zone);
2592                 printk("%s"
2593                         " free:%lukB"
2594                         " min:%lukB"
2595                         " low:%lukB"
2596                         " high:%lukB"
2597                         " active_anon:%lukB"
2598                         " inactive_anon:%lukB"
2599                         " active_file:%lukB"
2600                         " inactive_file:%lukB"
2601                         " unevictable:%lukB"
2602                         " isolated(anon):%lukB"
2603                         " isolated(file):%lukB"
2604                         " present:%lukB"
2605                         " mlocked:%lukB"
2606                         " dirty:%lukB"
2607                         " writeback:%lukB"
2608                         " mapped:%lukB"
2609                         " shmem:%lukB"
2610                         " slab_reclaimable:%lukB"
2611                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2612                         " kernel_stack:%lukB"
2613                         " pagetables:%lukB"
2614                         " unstable:%lukB"
2615                         " bounce:%lukB"
2616                         " writeback_tmp:%lukB"
2617                         " pages_scanned:%lu"
2618                         " all_unreclaimable? %s"
2619                         "\n",
2620                         zone->name,
2621                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2622                         K(min_wmark_pages(zone)),
2623                         K(low_wmark_pages(zone)),
2624                         K(high_wmark_pages(zone)),
2625                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2626                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2627                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2628                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2629                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2630                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2631                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2632                         K(zone->present_pages),
2633                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2634                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2635                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2636                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2637                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2638                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2639                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2640                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2641                                 THREAD_SIZE / 1024,
2642                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2643                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2644                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2645                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2646                         zone->pages_scanned,
2647                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2648                         );
2649                 printk("lowmem_reserve[]:");
2650                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2651                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2652                 printk("\n");
2653         }
2654
2655         for_each_populated_zone(zone) {
2656                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2657
2658                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2659                         continue;
2660                 show_node(zone);
2661                 printk("%s: ", zone->name);
2662
2663                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2664                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2665                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2666                         total += nr[order] << order;
2667                 }
2668                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2669                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2670                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2671                 printk("= %lukB\n", K(total));
2672         }
2673
2674         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2675
2676         show_swap_cache_info();
2677 }
2678
2679 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2680 {
2681         zoneref->zone = zone;
2682         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Builds allocation fallback zone lists.
2687  *
2688  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2689  */
2690 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2691                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2692 {
2693         struct zone *zone;
2694
2695         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2696         zone_type++;
2697
2698         do {
2699                 zone_type--;
2700                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2701                 if (populated_zone(zone)) {
2702                         zoneref_set_zone(zone,
2703                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2704                         check_highest_zone(zone_type);
2705                 }
2706
2707         } while (zone_type);
2708         return nr_zones;
2709 }
2710
2711
2712 /*
2713  *  zonelist_order:
2714  *  0 = automatic detection of better ordering.
2715  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2716  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2717  *
2718  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2719  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2720  */
2721 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2722 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2723 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2724
2725 /* zonelist order in the kernel.
2726  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2727  */
2728 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2729 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2730
2731
2732 #ifdef CONFIG_NUMA
2733 /* The value user specified ....changed by config */
2734 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2735 /* string for sysctl */
2736 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2737 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2738
2739 /*
2740  * interface for configure zonelist ordering.
2741  * command line option "numa_zonelist_order"
2742  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2743  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2744  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2745  */
2746
2747 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2748 {
2749         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2750                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2751         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2752                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2753         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2754                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2755         } else {
2756                 printk(KERN_WARNING
2757                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2758                         "%s\n", s);
2759                 return -EINVAL;
2760         }
2761         return 0;
2762 }
2763
2764 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2765 {
2766         int ret;
2767
2768         if (!s)
2769                 return 0;
2770
2771         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2772         if (ret == 0)
2773                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2774
2775         return ret;
2776 }
2777 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2778
2779 /*
2780  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2781  */
2782 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2783                 void __user *buffer, size_t *length,
2784                 loff_t *ppos)
2785 {
2786         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2787         int ret;
2788         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2789
2790         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2791         if (write)
2792                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2793         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2794         if (ret)
2795                 goto out;
2796         if (write) {
2797                 int oldval = user_zonelist_order;
2798                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2799                         /*
2800                          * bogus value.  restore saved string
2801                          */
2802                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2803                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2804                         user_zonelist_order = oldval;
2805                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2806                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2807                         build_all_zonelists(NULL);
2808                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2809                 }
2810         }
2811 out:
2812         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2813         return ret;
2814 }
2815
2816
2817 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2818 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2819
2820 /**
2821  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2822  * @node: node whose fallback list we're appending
2823  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2824  *
2825  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2826  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2827  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2828  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2829  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2830  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2831  * on them otherwise.
2832  * It returns -1 if no node is found.
2833  */
2834 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2835 {
2836         int n, val;
2837         int min_val = INT_MAX;
2838         int best_node = -1;
2839         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2840
2841         /* Use the local node if we haven't already */
2842         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2843                 node_set(node, *used_node_mask);
2844                 return node;
2845         }
2846
2847         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2848
2849                 /* Don't want a node to appear more than once */
2850                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2851                         continue;
2852
2853                 /* Use the distance array to find the distance */
2854                 val = node_distance(node, n);
2855
2856                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2857                 val += (n < node);
2858
2859                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2860                 tmp = cpumask_of_node(n);
2861                 if (!cpumask_empty(tmp))
2862                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2863
2864                 /* Slight preference for less loaded node */
2865                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2866                 val += node_load[n];
2867
2868                 if (val < min_val) {
2869                         min_val = val;
2870                         best_node = n;
2871                 }
2872         }
2873
2874         if (best_node >= 0)
2875                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2876
2877         return best_node;
2878 }
2879
2880
2881 /*
2882  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2883  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2884  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2885  */
2886 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2887 {
2888         int j;
2889         struct zonelist *zonelist;
2890
2891         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2892         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2893                 ;
2894         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2895                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2896         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2897         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Build gfp_thisnode zonelists
2902  */
2903 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2904 {
2905         int j;
2906         struct zonelist *zonelist;
2907
2908         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2909         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2910         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2911         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2912 }
2913
2914 /*
2915  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2916  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2917  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2918  * may still exist in local DMA zone.
2919  */
2920 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2921
2922 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2923 {
2924         int pos, j, node;
2925         int zone_type;          /* needs to be signed */
2926         struct zone *z;
2927         struct zonelist *zonelist;
2928
2929         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2930         pos = 0;
2931         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2932                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2933                         node = node_order[j];
2934                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2935                         if (populated_zone(z)) {
2936                                 zoneref_set_zone(z,
2937                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2938                                 check_highest_zone(zone_type);
2939                         }
2940                 }
2941         }
2942         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2943         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2944 }
2945
2946 static int default_zonelist_order(void)
2947 {
2948         int nid, zone_type;
2949         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2950         struct zone *z;
2951         int average_size;
2952         /*
2953          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2954          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2955          * into OOM very easily.
2956          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2957          */
2958         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2959         low_kmem_size = 0;
2960         total_size = 0;
2961         for_each_online_node(nid) {
2962                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2963                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2964                         if (populated_zone(z)) {
2965                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2966                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2967                                 total_size += z->present_pages;
2968                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
2969                                 /*
2970                                  * If any node has only lowmem, then node order
2971                                  * is preferred to allow kernel allocations
2972                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
2973                                  * on other nodes when there is an abundance of
2974                                  * lowmem available to allocate from.
2975                                  */
2976                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2977                         }
2978                 }
2979         }
2980         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2981             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2982                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2983         /*
2984          * look into each node's config.
2985          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2986          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2987          */
2988         average_size = total_size /
2989                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2990         for_each_online_node(nid) {
2991                 low_kmem_size = 0;
2992                 total_size = 0;
2993                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2994                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2995                         if (populated_zone(z)) {
2996                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2997                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2998                                 total_size += z->present_pages;
2999                         }
3000                 }
3001                 if (low_kmem_size &&
3002                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3003                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3004                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3005         }
3006         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3007 }
3008
3009 static void set_zonelist_order(void)
3010 {
3011         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3012                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3013         else
3014                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3015 }
3016
3017 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3018 {
3019         int j, node, load;
3020         enum zone_type i;
3021         nodemask_t used_mask;
3022         int local_node, prev_node;
3023         struct zonelist *zonelist;
3024         int order = current_zonelist_order;
3025
3026         /* initialize zonelists */
3027         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3028                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3029                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3030                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3031         }
3032
3033         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3034         local_node = pgdat->node_id;
3035         load = nr_online_nodes;
3036         prev_node = local_node;
3037         nodes_clear(used_mask);
3038
3039         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3040         j = 0;
3041
3042         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3043                 int distance = node_distance(local_node, node);
3044
3045                 /*
3046                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3047                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3048                  */
3049                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3050                         zone_reclaim_mode = 1;
3051
3052                 /*
3053                  * We don't want to pressure a particular node.
3054                  * So adding penalty to the first node in same
3055                  * distance group to make it round-robin.
3056                  */
3057                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3058                         node_load[node] = load;
3059
3060                 prev_node = node;
3061                 load--;
3062                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3063                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3064                 else
3065                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3066         }
3067
3068         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3069                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3070                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3071         }
3072
3073         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3074 }
3075
3076 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3077 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3078 {
3079         struct zonelist *zonelist;
3080         struct zonelist_cache *zlc;
3081         struct zoneref *z;
3082
3083         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3084         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3085         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3086         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3087                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3088 }
3089
3090 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3091 /*
3092  * Return node id of node used for "local" allocations.
3093  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3094  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3095  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3096  */
3097 int local_memory_node(int node)
3098 {
3099         struct zone *zone;
3100
3101         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3102                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3103                                    NULL,
3104                                    &zone);
3105         return zone->node;
3106 }
3107 #endif
3108
3109 #else   /* CONFIG_NUMA */
3110
3111 static void set_zonelist_order(void)
3112 {
3113         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3114 }
3115
3116 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3117 {
3118         int node, local_node;
3119         enum zone_type j;
3120         struct zonelist *zonelist;
3121
3122         local_node = pgdat->node_id;
3123
3124         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3125         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3126
3127         /*
3128          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3129          * of all the other nodes.
3130          * We don't want to pressure a particular node, so when
3131          * building the zones for node N, we make sure that the
3132          * zones coming right after the local ones are those from
3133          * node N+1 (modulo N)
3134          */
3135         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3136                 if (!node_online(node))
3137                         continue;
3138                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3139                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3140         }
3141         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3142                 if (!node_online(node))
3143                         continue;
3144                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3145                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3146         }
3147
3148         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3149         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3150 }
3151
3152 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3153 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3154 {
3155         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3156 }
3157
3158 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3159
3160 /*
3161  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3162  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3163  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3164  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3165  * with interrupts disabled.
3166  *
3167  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3168  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3169  * hotplugged processors.
3170  *
3171  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3172  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3173  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3174  */
3175 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3176 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3177 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3178
3179 /*
3180  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3181  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3182  */
3183 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3184
3185 /* return values int ....just for stop_machine() */
3186 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3187 {
3188         int nid;
3189         int cpu;
3190
3191 #ifdef CONFIG_NUMA
3192         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3193 #endif
3194         for_each_online_node(nid) {
3195                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3196
3197                 build_zonelists(pgdat);
3198                 build_zonelist_cache(pgdat);
3199         }
3200
3201         /*
3202          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3203          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3204          * each zone will be allocated later when the per cpu
3205          * allocator is available.
3206          *
3207          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3208          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3209          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3210          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3211          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3212          * (a chicken-egg dilemma).
3213          */
3214         for_each_possible_cpu(cpu) {
3215                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3216
3217 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3218                 /*
3219                  * We now know the "local memory node" for each node--
3220                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3221                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3222                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3223                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3224                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3225                  */
3226                 if (cpu_online(cpu))
3227                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3228 #endif
3229         }
3230
3231         return 0;
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Called with zonelists_mutex held always
3236  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3237  */
3238 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3239 {
3240         set_zonelist_order();
3241
3242         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3243                 __build_all_zonelists(NULL);
3244                 mminit_verify_zonelist();
3245                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3246         } else {
3247                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3248                    of zonelist */
3249 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3250                 if (data)
3251                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3252 #endif
3253                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3254                 /* cpuset refresh routine should be here */
3255         }
3256         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3257         /*
3258          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3259          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3260          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3261          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3262          * disabled and enable it later
3263          */
3264         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3265                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3266         else
3267                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3268
3269         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3270                 "Total pages: %ld\n",
3271                         nr_online_nodes,
3272                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3273                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3274                         vm_total_pages);
3275 #ifdef CONFIG_NUMA
3276         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3277 #endif
3278 }
3279
3280 /*
3281  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3282  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3283  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3284  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3285  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3286  * conservative, even though it seems large.
3287  *
3288  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3289  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3290  */
3291 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3292
3293 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3294 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3295 {
3296         unsigned long size = 1;
3297
3298         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3299
3300         while (size < pages)
3301                 size <<= 1;
3302
3303         /*
3304          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3305          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3306          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3307          */
3308         size = min(size, 4096UL);
3309
3310         return max(size, 4UL);
3311 }
3312 #else
3313 /*
3314  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3315  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3316  *
3317  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3318  *
3319  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3320  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3321  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3322  *
3323  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3324  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3325  *
3326  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3327  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3328  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3329  */
3330 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3331 {
3332         return 4096UL;
3333 }
3334 #endif
3335
3336 /*
3337  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3338  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3339  * hash function before the remainder is taken.
3340  */
3341 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3342 {
3343         return ffz(~size);
3344 }
3345
3346 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3347
3348 /*
3349  * Check if a pageblock contains reserved pages
3350  */
3351 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3352 {
3353         unsigned long pfn;
3354
3355         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3356                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3357                         return 1;
3358         }
3359         return 0;
3360 }
3361
3362 /*
3363  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3364  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3365  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3366  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3367  * blocks as reclaim kicks in
3368  */
3369 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3370 {
3371         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3372         struct page *page;
3373         unsigned long block_migratetype;
3374         int reserve;
3375
3376         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
3377         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3378         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3379         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3380                                                         pageblock_order;
3381
3382         /*
3383          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3384          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3385          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3386          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3387          * future allocation of hugepages at runtime.
3388          */
3389         reserve = min(2, reserve);
3390
3391         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3392                 if (!pfn_valid(pfn))
3393                         continue;
3394                 page = pfn_to_page(pfn);
3395
3396                 /* Watch out for overlapping nodes */
3397                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3398                         continue;
3399
3400                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3401                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3402                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3403                         continue;
3404
3405                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3406
3407                 /* If this block is reserved, account for it */
3408                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3409                         reserve--;
3410                         continue;
3411                 }
3412
3413                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3414                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3415                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3416                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3417                         reserve--;
3418                         continue;
3419                 }
3420
3421                 /*
3422                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3423                  * take it back
3424                  */
3425                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3426                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3427                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3428                 }
3429         }
3430 }
3431
3432 /*
3433  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3434  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3435  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3436  */
3437 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3438                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3439 {
3440         struct page *page;
3441         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3442         unsigned long pfn;
3443         struct zone *z;
3444
3445         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3446                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3447
3448         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3449         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3450                 /*
3451                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3452                  * handed to this function.  They do not
3453                  * exist on hotplugged memory.
3454                  */
3455                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3456                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3457                                 continue;
3458                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3459                                 continue;
3460                 }
3461                 page = pfn_to_page(pfn);
3462                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3463                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3464                 init_page_count(page);
3465                 reset_page_mapcount(page);
3466                 SetPageReserved(page);
3467                 /*
3468                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3469                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3470                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3471                  * the address space during boot when many long-lived
3472                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3473                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3474                  * setup_zone_migrate_reserve()
3475                  *
3476                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3477                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3478                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3479                  * pfn out of zone.
3480                  */
3481                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3482                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3483                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3484                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3485
3486                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3487 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3488                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3489                 if (!is_highmem_idx(zone))
3490                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3491 #endif
3492         }
3493 }
3494
3495 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3496 {
3497         int order, t;
3498         for_each_migratetype_order(order, t) {
3499                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3500                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3501         }
3502 }
3503
3504 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3505 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3506         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3507 #endif
3508
3509 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3510 {
3511 #ifdef CONFIG_MMU
3512         int batch;
3513
3514         /*
3515          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3516          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3517          *
3518          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3519          */
3520         batch = zone->present_pages / 1024;
3521         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3522                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3523         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3524         if (batch < 1)
3525                 batch = 1;
3526
3527         /*
3528          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3529          * of 2 value was found to be more likely to have
3530          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3531          *
3532          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3533          * batches of pages, one task can end up with a lot
3534          * of pages of one half of the possible page colors
3535          * and the other with pages of the other colors.
3536          */
3537         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3538
3539         return batch;
3540
3541 #else
3542         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3543          * conditions.
3544          *
3545          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3546          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3547          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3548          *
3549          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3550          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3551          * can be a significant delay between the individual batches being
3552          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3553          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3554          */
3555         return 0;
3556 #endif
3557 }
3558
3559 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3560 {
3561         struct per_cpu_pages *pcp;
3562         int migratetype;
3563
3564         memset(p, 0, sizeof(*p));
3565
3566         pcp = &p->pcp;
3567         pcp->count = 0;
3568         pcp->high = 6 * batch;
3569         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3570         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3571                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3572 }
3573
3574 /*
3575  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3576  * to the value high for the pageset p.
3577  */
3578
3579 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3580                                 unsigned long high)
3581 {
3582         struct per_cpu_pages *pcp;
3583
3584         pcp = &p->pcp;
3585         pcp->high = high;
3586         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3587         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3588                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3589 }
3590
3591 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3592 {
3593         int cpu;
3594
3595         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3596
3597         for_each_possible_cpu(cpu) {
3598                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3599
3600                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3601
3602                 if (percpu_pagelist_fraction)
3603                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3604                                 (zone->present_pages /
3605                                         percpu_pagelist_fraction));
3606         }
3607 }
3608
3609 /*
3610  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3611  * Before this call only boot pagesets were available.
3612  */
3613 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3614 {
3615         struct zone *zone;
3616
3617         for_each_populated_zone(zone)
3618                 setup_zone_pageset(zone);
3619 }
3620
3621 static noinline __init_refok
3622 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3623 {
3624         int i;
3625         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3626         size_t alloc_size;
3627
3628         /*
3629          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3630          * per zone.
3631          */
3632         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3633                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3634         zone->wait_table_bits =
3635                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3636         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3637                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3638
3639         if (!slab_is_available()) {
3640                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3641                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3642         } else {
3643                 /*
3644                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3645                  * via memory hot-add.
3646                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3647                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3648                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3649                  * node itself as well.
3650                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3651                  * necessary.
3652                  */
3653                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3654         }
3655         if (!zone->wait_table)
3656                 return -ENOMEM;
3657
3658         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3659                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3660
3661         return 0;
3662 }
3663
3664 static int __zone_pcp_update(void *data)
3665 {
3666         struct zone *zone = data;
3667         int cpu;
3668         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3669
3670         for_each_possible_cpu(cpu) {
3671                 struct per_cpu_pageset *pset;
3672                 struct per_cpu_pages *pcp;
3673
3674                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3675                 pcp = &pset->pcp;
3676
3677                 local_irq_save(flags);
3678                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3679                 setup_pageset(pset, batch);
3680                 local_irq_restore(flags);
3681         }
3682         return 0;
3683 }
3684
3685 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3686 {
3687         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3688 }
3689
3690 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3691 {
3692         /*
3693          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3694          * relies on the ability of the linker to provide the
3695          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3696          */
3697         zone->pageset = &boot_pageset;
3698
3699         if (zone->present_pages)
3700                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3701                         zone->name, zone->present_pages,
3702                                          zone_batchsize(zone));
3703 }
3704
3705 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3706                                         unsigned long zone_start_pfn,
3707                                         unsigned long size,
3708                                         enum memmap_context context)
3709 {
3710         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3711         int ret;
3712         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3713         if (ret)
3714                 return ret;
3715         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3716
3717         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3718
3719         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3720                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3721                         pgdat->node_id,
3722                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3723                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3724
3725         zone_init_free_lists(zone);
3726
3727         return 0;
3728 }
3729
3730 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3731 /*
3732  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3733  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3734  */
3735 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3736 {
3737         int i;
3738
3739         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3740                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3741                         return i;
3742
3743         return -1;
3744 }
3745
3746 /*
3747  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3748  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3749  */
3750 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3751 {
3752         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3753                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3754                         return index;
3755
3756         return -1;
3757 }
3758
3759 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3760 /*
3761  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3762  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3763  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3764  * alternative
3765  */
3766 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3767 {
3768         int i;
3769
3770         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3771                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3772                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3773
3774                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3775                         return early_node_map[i].nid;
3776         }
3777         /* This is a memory hole */
3778         return -1;
3779 }
3780 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3781
3782 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3783 {
3784         int nid;
3785
3786         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3787         if (nid >= 0)
3788                 return nid;
3789         /* just returns 0 */
3790         return 0;
3791 }
3792
3793 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3794 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3795 {
3796         int nid;
3797
3798         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3799         if (nid >= 0 && nid != node)
3800                 return false;
3801         return true;
3802 }
3803 #endif
3804
3805 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3806 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3807         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3808                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3809
3810 /**
3811  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3812  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3813  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3814  *
3815  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3816  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3817  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3818  */
3819 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3820                                                 unsigned long max_low_pfn)
3821 {
3822         int i;
3823
3824         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3825                 unsigned long size_pages = 0;
3826                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3827
3828                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3829                         continue;
3830
3831                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3832                         end_pfn = max_low_pfn;
3833
3834                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3835                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3836                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3837                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3838         }
3839 }
3840
3841 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3842 /*
3843  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3844  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3845  */
3846 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3847 {
3848         int i;
3849
3850         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3851                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3852                         return i;
3853
3854         return -1;
3855 }
3856
3857 /*
3858  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3859  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3860  */
3861 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3862 {
3863         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3864                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3865                         return index;
3866
3867         return -1;
3868 }
3869
3870 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3871         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3872                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3873
3874 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3875                                         u64 goal, u64 limit)
3876 {
3877         int i;
3878
3879         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3880         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3881                 u64 addr;
3882                 u64 ei_start, ei_last;
3883                 u64 final_start, final_end;
3884
3885                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3886                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3887                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3888                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3889
3890                 final_start = max(ei_start, goal);
3891                 final_end = min(ei_last, limit);
3892
3893                 if (final_start >= final_end)
3894                         continue;
3895
3896                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3897
3898                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3899                         continue;
3900
3901                 return addr;
3902         }
3903
3904         return MEMBLOCK_ERROR;
3905 }
3906 #endif
3907
3908 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3909                                    int nr_range, int nid)
3910 {
3911         int i;
3912         u64 start, end;
3913
3914         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3915         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3916                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3917                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3918                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3919         }
3920         return nr_range;
3921 }
3922
3923 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3924 {
3925         int i;
3926         int ret;
3927
3928         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3929                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3930                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3931                 if (ret)
3932                         break;
3933         }
3934 }
3935 /**
3936  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3937  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3938  *
3939  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3940  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3941  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3942  */
3943 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3944 {
3945         int i;
3946
3947         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3948                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3949                                 early_node_map[i].start_pfn,
3950                                 early_node_map[i].end_pfn);
3951 }
3952
3953 /**
3954  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3955  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3956  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3957  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3958  *
3959  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3960  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3961  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3962  * PFNs will be 0.
3963  */
3964 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3965                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3966 {
3967         int i;
3968         *start_pfn = -1UL;
3969         *end_pfn = 0;
3970
3971         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3972                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3973                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3974         }
3975
3976         if (*start_pfn == -1UL)
3977                 *start_pfn = 0;
3978 }
3979
3980 /*
3981  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3982  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3983  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3984  */
3985 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3986 {
3987         int zone_index;
3988         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3989                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3990                         continue;
3991
3992                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3993                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3994                         break;
3995         }
3996
3997         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3998         movable_zone = zone_index;
3999 }
4000
4001 /*
4002  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4003  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4004  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4005  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4006  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4007  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4008  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4009  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4010  */
4011 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4012                                         unsigned long zone_type,
4013                                         unsigned long node_start_pfn,
4014                                         unsigned long node_end_pfn,
4015                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4016                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4017 {
4018         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4019         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4020                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4021                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4022                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4023                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4024                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4025
4026                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4027                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4028                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4029                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4030
4031                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4032                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4033                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4034         }
4035 }
4036
4037 /*
4038  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4039  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4040  */
4041 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,