]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/page_alloc.c
oom: serialize out of memory calls
[~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/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/oom.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/stop_machine.h>
41 #include <linux/sort.h>
42 #include <linux/pfn.h>
43 #include <linux/backing-dev.h>
44 #include <linux/fault-inject.h>
45 #include <linux/page-isolation.h>
46
47 #include <asm/tlbflush.h>
48 #include <asm/div64.h>
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * Array of node states.
53  */
54 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
55         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
56         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifndef CONFIG_NUMA
58         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
60         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif
62         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
63 #endif  /* NUMA */
64 };
65 EXPORT_SYMBOL(node_states);
66
67 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
68 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
69 long nr_swap_pages;
70 int percpu_pagelist_fraction;
71
72 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
73 int pageblock_order __read_mostly;
74 #endif
75
76 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
77
78 /*
79  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
80  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
81  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
82  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
83  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
84  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
85  *
86  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
87  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
88  */
89 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          256,
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97          32,
98 #endif
99          32,
100 };
101
102 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
103
104 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
105 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
106          "DMA",
107 #endif
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
109          "DMA32",
110 #endif
111          "Normal",
112 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
113          "HighMem",
114 #endif
115          "Movable",
116 };
117
118 int min_free_kbytes = 1024;
119
120 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
121 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
122 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
123
124 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
125   /*
126    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
127    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
128    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
129    * so the number of times add_active_range() can be called is
130    * related to the number of nodes and the number of holes
131    */
132   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
133     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
134     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
135   #else
136     #if MAX_NUMNODES >= 32
137       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
138       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
139     #else
140       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
142     #endif
143   #endif
144
145   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
146   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
147   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
148   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
149 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
150   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
151   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
152 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
153   unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
172                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
173 }
174
175 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
176 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
177 {
178         int ret = 0;
179         unsigned seq;
180         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
181
182         do {
183                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
184                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
185                         ret = 1;
186                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
187                         ret = 1;
188         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
189
190         return ret;
191 }
192
193 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
194 {
195         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
196                 return 0;
197         if (zone != page_zone(page))
198                 return 0;
199
200         return 1;
201 }
202 /*
203  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
204  */
205 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
206 {
207         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
208                 return 1;
209         if (!page_is_consistent(zone, page))
210                 return 1;
211
212         return 0;
213 }
214 #else
215 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
216 {
217         return 0;
218 }
219 #endif
220
221 static void bad_page(struct page *page)
222 {
223         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
224                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
225                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
226                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
227                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
228                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
229                 page_mapcount(page), page_count(page));
230         dump_stack();
231         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
232                         1 << PG_private |
233                         1 << PG_locked  |
234                         1 << PG_active  |
235                         1 << PG_dirty   |
236                         1 << PG_reclaim |
237                         1 << PG_slab    |
238                         1 << PG_swapcache |
239                         1 << PG_writeback |
240                         1 << PG_buddy );
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
284 {
285         int i;
286         int nr_pages = 1 << order;
287
288         if (unlikely(compound_order(page) != order))
289                 bad_page(page);
290
291         if (unlikely(!PageHead(page)))
292                         bad_page(page);
293         __ClearPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 if (unlikely(!PageTail(p) |
298                                 (p->first_page != page)))
299                         bad_page(page);
300                 __ClearPageTail(p);
301         }
302 }
303
304 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
305 {
306         int i;
307
308         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
309         /*
310          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
311          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
312          */
313         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
314         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
315                 clear_highpage(page + i);
316 }
317
318 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
319 {
320         set_page_private(page, order);
321         __SetPageBuddy(page);
322 }
323
324 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
325 {
326         __ClearPageBuddy(page);
327         set_page_private(page, 0);
328 }
329
330 /*
331  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
332  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
333  *
334  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
335  * the following equation:
336  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
337  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
338  * 1 buddy is #10:
339  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
340  *
341  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
342  * satisfies the following equation:
343  *     P = B & ~(1 << O)
344  *
345  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
346  */
347 static inline struct page *
348 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
349 {
350         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
351
352         return page + (buddy_idx - page_idx);
353 }
354
355 static inline unsigned long
356 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
357 {
358         return (page_idx & ~(1 << order));
359 }
360
361 /*
362  * This function checks whether a page is free && is the buddy
363  * we can do coalesce a page and its buddy if
364  * (a) the buddy is not in a hole &&
365  * (b) the buddy is in the buddy system &&
366  * (c) a page and its buddy have the same order &&
367  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
368  *
369  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
370  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
371  *
372  * For recording page's order, we use page_private(page).
373  */
374 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
375                                                                 int order)
376 {
377         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
378                 return 0;
379
380         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
381                 return 0;
382
383         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
384                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
385                 return 1;
386         }
387         return 0;
388 }
389
390 /*
391  * Freeing function for a buddy system allocator.
392  *
393  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
394  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
395  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
396  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
397  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
398  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
399  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
400  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
401  * parts of the VM system.
402  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
403  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
404  * order is recorded in page_private(page) field.
405  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
406  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
407  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
408  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
409  * triggers coalescing into a block of larger size.            
410  *
411  * -- wli
412  */
413
414 static inline void __free_one_page(struct page *page,
415                 struct zone *zone, unsigned int order)
416 {
417         unsigned long page_idx;
418         int order_size = 1 << order;
419         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
420
421         if (unlikely(PageCompound(page)))
422                 destroy_compound_page(page, order);
423
424         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
425
426         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
427         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
428
429         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
430         while (order < MAX_ORDER-1) {
431                 unsigned long combined_idx;
432                 struct page *buddy;
433
434                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
435                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
436                         break;          /* Move the buddy up one level. */
437
438                 list_del(&buddy->lru);
439                 zone->free_area[order].nr_free--;
440                 rmv_page_order(buddy);
441                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
442                 page = page + (combined_idx - page_idx);
443                 page_idx = combined_idx;
444                 order++;
445         }
446         set_page_order(page, order);
447         list_add(&page->lru,
448                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
449         zone->free_area[order].nr_free++;
450 }
451
452 static inline int free_pages_check(struct page *page)
453 {
454         if (unlikely(page_mapcount(page) |
455                 (page->mapping != NULL)  |
456                 (page_count(page) != 0)  |
457                 (page->flags & (
458                         1 << PG_lru     |
459                         1 << PG_private |
460                         1 << PG_locked  |
461                         1 << PG_active  |
462                         1 << PG_slab    |
463                         1 << PG_swapcache |
464                         1 << PG_writeback |
465                         1 << PG_reserved |
466                         1 << PG_buddy ))))
467                 bad_page(page);
468         if (PageDirty(page))
469                 __ClearPageDirty(page);
470         /*
471          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
472          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
473          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
474          */
475         return PageReserved(page);
476 }
477
478 /*
479  * Frees a list of pages. 
480  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
481  * count is the number of pages to free.
482  *
483  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
484  * see if this freeing clears that state.
485  *
486  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
487  * pinned" detection logic.
488  */
489 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
490                                         struct list_head *list, int order)
491 {
492         spin_lock(&zone->lock);
493         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
494         zone->pages_scanned = 0;
495         while (count--) {
496                 struct page *page;
497
498                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
499                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
500                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
501                 list_del(&page->lru);
502                 __free_one_page(page, zone, order);
503         }
504         spin_unlock(&zone->lock);
505 }
506
507 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
508 {
509         spin_lock(&zone->lock);
510         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
511         zone->pages_scanned = 0;
512         __free_one_page(page, zone, order);
513         spin_unlock(&zone->lock);
514 }
515
516 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
517 {
518         unsigned long flags;
519         int i;
520         int reserved = 0;
521
522         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
523                 reserved += free_pages_check(page + i);
524         if (reserved)
525                 return;
526
527         if (!PageHighMem(page))
528                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
529         arch_free_page(page, order);
530         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
531
532         local_irq_save(flags);
533         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
534         free_one_page(page_zone(page), page, order);
535         local_irq_restore(flags);
536 }
537
538 /*
539  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
540  */
541 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
542 {
543         if (order == 0) {
544                 __ClearPageReserved(page);
545                 set_page_count(page, 0);
546                 set_page_refcounted(page);
547                 __free_page(page);
548         } else {
549                 int loop;
550
551                 prefetchw(page);
552                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
553                         struct page *p = &page[loop];
554
555                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
556                                 prefetchw(p + 1);
557                         __ClearPageReserved(p);
558                         set_page_count(p, 0);
559                 }
560
561                 set_page_refcounted(page);
562                 __free_pages(page, order);
563         }
564 }
565
566
567 /*
568  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
569  * Please do not alter this order without good reasons and regression
570  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
571  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
572  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
573  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
574  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
575  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
576  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
577  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
578  *
579  * -- wli
580  */
581 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
582         int low, int high, struct free_area *area,
583         int migratetype)
584 {
585         unsigned long size = 1 << high;
586
587         while (high > low) {
588                 area--;
589                 high--;
590                 size >>= 1;
591                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
592                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
593                 area->nr_free++;
594                 set_page_order(&page[size], high);
595         }
596 }
597
598 /*
599  * This page is about to be returned from the page allocator
600  */
601 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
602 {
603         if (unlikely(page_mapcount(page) |
604                 (page->mapping != NULL)  |
605                 (page_count(page) != 0)  |
606                 (page->flags & (
607                         1 << PG_lru     |
608                         1 << PG_private |
609                         1 << PG_locked  |
610                         1 << PG_active  |
611                         1 << PG_dirty   |
612                         1 << PG_slab    |
613                         1 << PG_swapcache |
614                         1 << PG_writeback |
615                         1 << PG_reserved |
616                         1 << PG_buddy ))))
617                 bad_page(page);
618
619         /*
620          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
621          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
622          */
623         if (PageReserved(page))
624                 return 1;
625
626         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
627                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
628                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
629         set_page_private(page, 0);
630         set_page_refcounted(page);
631
632         arch_alloc_page(page, order);
633         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
634
635         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
636                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
637
638         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
639                 prep_compound_page(page, order);
640
641         return 0;
642 }
643
644 /*
645  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
646  * the smallest available page from the freelists
647  */
648 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
649                                                 int migratetype)
650 {
651         unsigned int current_order;
652         struct free_area * area;
653         struct page *page;
654
655         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
656         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
657                 area = &(zone->free_area[current_order]);
658                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
659                         continue;
660
661                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
662                                                         struct page, lru);
663                 list_del(&page->lru);
664                 rmv_page_order(page);
665                 area->nr_free--;
666                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
667                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
668                 return page;
669         }
670
671         return NULL;
672 }
673
674
675 /*
676  * This array describes the order lists are fallen back to when
677  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
678  */
679 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
680         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
681         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
682         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
683         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
684 };
685
686 /*
687  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
688  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
689  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
690  */
691 int move_freepages(struct zone *zone,
692                         struct page *start_page, struct page *end_page,
693                         int migratetype)
694 {
695         struct page *page;
696         unsigned long order;
697         int pages_moved = 0;
698
699 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
700         /*
701          * page_zone is not safe to call in this context when
702          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
703          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
704          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
705          * grouping pages by mobility
706          */
707         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
708 #endif
709
710         for (page = start_page; page <= end_page;) {
711                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
712                         page++;
713                         continue;
714                 }
715
716                 if (!PageBuddy(page)) {
717                         page++;
718                         continue;
719                 }
720
721                 order = page_order(page);
722                 list_del(&page->lru);
723                 list_add(&page->lru,
724                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
725                 page += 1 << order;
726                 pages_moved += 1 << order;
727         }
728
729         return pages_moved;
730 }
731
732 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
733 {
734         unsigned long start_pfn, end_pfn;
735         struct page *start_page, *end_page;
736
737         start_pfn = page_to_pfn(page);
738         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
739         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
740         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
741         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
742
743         /* Do not cross zone boundaries */
744         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
745                 start_page = page;
746         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
747                 return 0;
748
749         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
750 }
751
752 /* Return the page with the lowest PFN in the list */
753 static struct page *min_page(struct list_head *list)
754 {
755         unsigned long min_pfn = -1UL;
756         struct page *min_page = NULL, *page;;
757
758         list_for_each_entry(page, list, lru) {
759                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
760                 if (pfn < min_pfn) {
761                         min_pfn = pfn;
762                         min_page = page;
763                 }
764         }
765
766         return min_page;
767 }
768
769 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
770 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
771                                                 int start_migratetype)
772 {
773         struct free_area * area;
774         int current_order;
775         struct page *page;
776         int migratetype, i;
777
778         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
779         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
780                                                 --current_order) {
781                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
782                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
783
784                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
785                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
786                                 continue;
787
788                         area = &(zone->free_area[current_order]);
789                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
790                                 continue;
791
792                         /* Bias kernel allocations towards low pfns */
793                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
794                                         struct page, lru);
795                         if (unlikely(start_migratetype != MIGRATE_MOVABLE))
796                                 page = min_page(&area->free_list[migratetype]);
797                         area->nr_free--;
798
799                         /*
800                          * If breaking a large block of pages, move all free
801                          * pages to the preferred allocation list. If falling
802                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
803                          * agressive about taking ownership of free pages
804                          */
805                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
806                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
807                                 unsigned long pages;
808                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
809                                                                 start_migratetype);
810
811                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
812                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
813                                         set_pageblock_migratetype(page,
814                                                                 start_migratetype);
815
816                                 migratetype = start_migratetype;
817                         }
818
819                         /* Remove the page from the freelists */
820                         list_del(&page->lru);
821                         rmv_page_order(page);
822                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
823                                                         -(1UL << order));
824
825                         if (current_order == pageblock_order)
826                                 set_pageblock_migratetype(page,
827                                                         start_migratetype);
828
829                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
830                         return page;
831                 }
832         }
833
834         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
835         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
836 }
837
838 /*
839  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
840  * Call me with the zone->lock already held.
841  */
842 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
843                                                 int migratetype)
844 {
845         struct page *page;
846
847         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
848
849         if (unlikely(!page))
850                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
851
852         return page;
853 }
854
855 /* 
856  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
857  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
858  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
859  */
860 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
861                         unsigned long count, struct list_head *list,
862                         int migratetype)
863 {
864         int i;
865         
866         spin_lock(&zone->lock);
867         for (i = 0; i < count; ++i) {
868                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
869                 if (unlikely(page == NULL))
870                         break;
871                 list_add(&page->lru, list);
872                 set_page_private(page, migratetype);
873         }
874         spin_unlock(&zone->lock);
875         return i;
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_NUMA
879 /*
880  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
881  * currently executing processor on remote nodes after they have
882  * expired.
883  *
884  * Note that this function must be called with the thread pinned to
885  * a single processor.
886  */
887 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
888 {
889         unsigned long flags;
890         int to_drain;
891
892         local_irq_save(flags);
893         if (pcp->count >= pcp->batch)
894                 to_drain = pcp->batch;
895         else
896                 to_drain = pcp->count;
897         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
898         pcp->count -= to_drain;
899         local_irq_restore(flags);
900 }
901 #endif
902
903 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
904 {
905         unsigned long flags;
906         struct zone *zone;
907         int i;
908
909         for_each_zone(zone) {
910                 struct per_cpu_pageset *pset;
911
912                 if (!populated_zone(zone))
913                         continue;
914
915                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
916                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
917                         struct per_cpu_pages *pcp;
918
919                         pcp = &pset->pcp[i];
920                         local_irq_save(flags);
921                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
922                         pcp->count = 0;
923                         local_irq_restore(flags);
924                 }
925         }
926 }
927
928 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
929
930 void mark_free_pages(struct zone *zone)
931 {
932         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
933         unsigned long flags;
934         int order, t;
935         struct list_head *curr;
936
937         if (!zone->spanned_pages)
938                 return;
939
940         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
941
942         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
943         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
944                 if (pfn_valid(pfn)) {
945                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
946
947                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
948                                 swsusp_unset_page_free(page);
949                 }
950
951         for_each_migratetype_order(order, t) {
952                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
953                         unsigned long i;
954
955                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
956                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
957                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
958                 }
959         }
960         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
961 }
962 #endif /* CONFIG_PM */
963
964 /*
965  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
966  */
967 void drain_local_pages(void)
968 {
969         unsigned long flags;
970
971         local_irq_save(flags);  
972         __drain_pages(smp_processor_id());
973         local_irq_restore(flags);       
974 }
975
976 void smp_drain_local_pages(void *arg)
977 {
978         drain_local_pages();
979 }
980
981 /*
982  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
983  */
984 void drain_all_local_pages(void)
985 {
986         unsigned long flags;
987
988         local_irq_save(flags);
989         __drain_pages(smp_processor_id());
990         local_irq_restore(flags);
991
992         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
993 }
994
995 /*
996  * Free a 0-order page
997  */
998 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
999 {
1000         struct zone *zone = page_zone(page);
1001         struct per_cpu_pages *pcp;
1002         unsigned long flags;
1003
1004         if (PageAnon(page))
1005                 page->mapping = NULL;
1006         if (free_pages_check(page))
1007                 return;
1008
1009         if (!PageHighMem(page))
1010                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1011         arch_free_page(page, 0);
1012         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1013
1014         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
1015         local_irq_save(flags);
1016         __count_vm_event(PGFREE);
1017         list_add(&page->lru, &pcp->list);
1018         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1019         pcp->count++;
1020         if (pcp->count >= pcp->high) {
1021                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1022                 pcp->count -= pcp->batch;
1023         }
1024         local_irq_restore(flags);
1025         put_cpu();
1026 }
1027
1028 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
1029 {
1030         free_hot_cold_page(page, 0);
1031 }
1032         
1033 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
1034 {
1035         free_hot_cold_page(page, 1);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1040  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1041  * Each sub-page must be freed individually.
1042  *
1043  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1044  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1045  */
1046 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1047 {
1048         int i;
1049
1050         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1051         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1052         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1053                 set_page_refcounted(page + i);
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1058  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1059  * or two.
1060  */
1061 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
1062                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1063 {
1064         unsigned long flags;
1065         struct page *page;
1066         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1067         int cpu;
1068         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1069
1070 again:
1071         cpu  = get_cpu();
1072         if (likely(order == 0)) {
1073                 struct per_cpu_pages *pcp;
1074
1075                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
1076                 local_irq_save(flags);
1077                 if (!pcp->count) {
1078                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1079                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1080                         if (unlikely(!pcp->count))
1081                                 goto failed;
1082                 }
1083
1084                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1085                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1086                         if (page_private(page) == migratetype)
1087                                 break;
1088
1089                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1090                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1091                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1092                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1093                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1094                 }
1095
1096                 list_del(&page->lru);
1097                 pcp->count--;
1098         } else {
1099                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1100                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1101                 spin_unlock(&zone->lock);
1102                 if (!page)
1103                         goto failed;
1104         }
1105
1106         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1107         zone_statistics(zonelist, zone);
1108         local_irq_restore(flags);
1109         put_cpu();
1110
1111         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1112         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1113                 goto again;
1114         return page;
1115
1116 failed:
1117         local_irq_restore(flags);
1118         put_cpu();
1119         return NULL;
1120 }
1121
1122 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1123 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1124 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1125 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1126 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1127 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1128 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1129
1130 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1131
1132 static struct fail_page_alloc_attr {
1133         struct fault_attr attr;
1134
1135         u32 ignore_gfp_highmem;
1136         u32 ignore_gfp_wait;
1137         u32 min_order;
1138
1139 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1140
1141         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1142         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1143         struct dentry *min_order_file;
1144
1145 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1146
1147 } fail_page_alloc = {
1148         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1149         .ignore_gfp_wait = 1,
1150         .ignore_gfp_highmem = 1,
1151         .min_order = 1,
1152 };
1153
1154 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1155 {
1156         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1157 }
1158 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1159
1160 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1161 {
1162         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1163                 return 0;
1164         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1165                 return 0;
1166         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1167                 return 0;
1168         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1169                 return 0;
1170
1171         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1172 }
1173
1174 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1175
1176 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1177 {
1178         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1179         struct dentry *dir;
1180         int err;
1181
1182         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1183                                        "fail_page_alloc");
1184         if (err)
1185                 return err;
1186         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1187
1188         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1189                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1190                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1191
1192         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1193                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1194                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1195         fail_page_alloc.min_order_file =
1196                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1197                                    &fail_page_alloc.min_order);
1198
1199         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1200             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1201             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1202                 err = -ENOMEM;
1203                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1204                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1205                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1206                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1207         }
1208
1209         return err;
1210 }
1211
1212 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1213
1214 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1215
1216 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1217
1218 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1219 {
1220         return 0;
1221 }
1222
1223 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1224
1225 /*
1226  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1227  * of the allocation.
1228  */
1229 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1230                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1231 {
1232         /* free_pages my go negative - that's OK */
1233         long min = mark;
1234         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1235         int o;
1236
1237         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1238                 min -= min / 2;
1239         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1240                 min -= min / 4;
1241
1242         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1243                 return 0;
1244         for (o = 0; o < order; o++) {
1245                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1246                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1247
1248                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1249                 min >>= 1;
1250
1251                 if (free_pages <= min)
1252                         return 0;
1253         }
1254         return 1;
1255 }
1256
1257 #ifdef CONFIG_NUMA
1258 /*
1259  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1260  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1261  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1262  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1263  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1264  *
1265  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1266  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1267  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1268  *
1269  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1270  * nothing and returns NULL.
1271  *
1272  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1273  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1274  *
1275  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1276  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1277  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1278  * quickly as we can.
1279  */
1280 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1281 {
1282         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1283         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1284
1285         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1286         if (!zlc)
1287                 return NULL;
1288
1289         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1290                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1291                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1292         }
1293
1294         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1295                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1296                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1297         return allowednodes;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1302  * if it is worth looking at further for free memory:
1303  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1304  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1305  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1306  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1307  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1308  * else return false (zero) if it is not.
1309  *
1310  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1311  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1312  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1313  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1314  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1315  * into the second scan of the zonelist.
1316  *
1317  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1318  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1319  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1320  * unturned looking for a free page.
1321  */
1322 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1323                                                 nodemask_t *allowednodes)
1324 {
1325         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1326         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1327         int n;                          /* node that zone *z is on */
1328
1329         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1330         if (!zlc)
1331                 return 1;
1332
1333         i = z - zonelist->zones;
1334         n = zlc->z_to_n[i];
1335
1336         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1337         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1342  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1343  * from that zone don't waste time re-examining it.
1344  */
1345 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1346 {
1347         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1348         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1349
1350         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1351         if (!zlc)
1352                 return;
1353
1354         i = z - zonelist->zones;
1355
1356         set_bit(i, zlc->fullzones);
1357 }
1358
1359 #else   /* CONFIG_NUMA */
1360
1361 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1362 {
1363         return NULL;
1364 }
1365
1366 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1367                                 nodemask_t *allowednodes)
1368 {
1369         return 1;
1370 }
1371
1372 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1373 {
1374 }
1375 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1376
1377 /*
1378  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1379  * a page.
1380  */
1381 static struct page *
1382 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1383                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1384 {
1385         struct zone **z;
1386         struct page *page = NULL;
1387         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1388         struct zone *zone;
1389         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1390         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1391         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1392         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1393
1394 zonelist_scan:
1395         /*
1396          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1397          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1398          */
1399         z = zonelist->zones;
1400
1401         do {
1402                 /*
1403                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1404                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1405                  * Check the zone is allowed by the current flags
1406                  */
1407                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1408                         if (highest_zoneidx == -1)
1409                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1410                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1411                                 continue;
1412                 }
1413
1414                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1415                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1416                                 continue;
1417                 zone = *z;
1418                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1419                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1420                                 goto try_next_zone;
1421
1422                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1423                         unsigned long mark;
1424                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1425                                 mark = zone->pages_min;
1426                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1427                                 mark = zone->pages_low;
1428                         else
1429                                 mark = zone->pages_high;
1430                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1431                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1432                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1433                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1434                                         goto this_zone_full;
1435                         }
1436                 }
1437
1438                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1439                 if (page)
1440                         break;
1441 this_zone_full:
1442                 if (NUMA_BUILD)
1443                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1444 try_next_zone:
1445                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1446                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1447                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1448                         zlc_active = 1;
1449                         did_zlc_setup = 1;
1450                 }
1451         } while (*(++z) != NULL);
1452
1453         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1454                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1455                 zlc_active = 0;
1456                 goto zonelist_scan;
1457         }
1458         return page;
1459 }
1460
1461 /*
1462  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1463  */
1464 struct page * fastcall
1465 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1466                 struct zonelist *zonelist)
1467 {
1468         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1469         struct zone **z;
1470         struct page *page;
1471         struct reclaim_state reclaim_state;
1472         struct task_struct *p = current;
1473         int do_retry;
1474         int alloc_flags;
1475         int did_some_progress;
1476
1477         might_sleep_if(wait);
1478
1479         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1480                 return NULL;
1481
1482 restart:
1483         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1484
1485         if (unlikely(*z == NULL)) {
1486                 /*
1487                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1488                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1489                  */
1490                 return NULL;
1491         }
1492
1493         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1494                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1495         if (page)
1496                 goto got_pg;
1497
1498         /*
1499          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1500          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1501          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1502          * using a larger set of nodes after it has established that the
1503          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1504          * over allocated.
1505          */
1506         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1507                 goto nopage;
1508
1509         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1510                 wakeup_kswapd(*z, order);
1511
1512         /*
1513          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1514          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1515          * to how we want to proceed.
1516          *
1517          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1518          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1519          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1520          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1521          */
1522         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1523         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1524                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1525         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1526                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1527         if (wait)
1528                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1529
1530         /*
1531          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1532          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1533          *
1534          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1535          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1536          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1537          */
1538         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1539         if (page)
1540                 goto got_pg;
1541
1542         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1543
1544 rebalance:
1545         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1546                         && !in_interrupt()) {
1547                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1548 nofail_alloc:
1549                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1550                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1551                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1552                         if (page)
1553                                 goto got_pg;
1554                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1555                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1556                                 goto nofail_alloc;
1557                         }
1558                 }
1559                 goto nopage;
1560         }
1561
1562         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1563         if (!wait)
1564                 goto nopage;
1565
1566         cond_resched();
1567
1568         /* We now go into synchronous reclaim */
1569         cpuset_memory_pressure_bump();
1570         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1571         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1572         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1573
1574         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1575
1576         p->reclaim_state = NULL;
1577         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1578
1579         cond_resched();
1580
1581         if (order != 0)
1582                 drain_all_local_pages();
1583
1584         if (likely(did_some_progress)) {
1585                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1586                                                 zonelist, alloc_flags);
1587                 if (page)
1588                         goto got_pg;
1589         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1590                 if (!try_set_zone_oom(zonelist)) {
1591                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1592                         goto restart;
1593                 }
1594
1595                 /*
1596                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1597                  * very high watermark here, this is only to catch
1598                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1599                  * under heavy pressure.
1600                  */
1601                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1602                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1603                 if (page) {
1604                         clear_zonelist_oom(zonelist);
1605                         goto got_pg;
1606                 }
1607
1608                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1609                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1610                         clear_zonelist_oom(zonelist);
1611                         goto nopage;
1612                 }
1613
1614                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1615                 clear_zonelist_oom(zonelist);
1616                 goto restart;
1617         }
1618
1619         /*
1620          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1621          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1622          *
1623          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1624          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1625          */
1626         do_retry = 0;
1627         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1628                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1629                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1630                         do_retry = 1;
1631                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1632                         do_retry = 1;
1633         }
1634         if (do_retry) {
1635                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1636                 goto rebalance;
1637         }
1638
1639 nopage:
1640         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1641                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1642                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1643                         p->comm, order, gfp_mask);
1644                 dump_stack();
1645                 show_mem();
1646         }
1647 got_pg:
1648         return page;
1649 }
1650
1651 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1652
1653 /*
1654  * Common helper functions.
1655  */
1656 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1657 {
1658         struct page * page;
1659         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1660         if (!page)
1661                 return 0;
1662         return (unsigned long) page_address(page);
1663 }
1664
1665 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1666
1667 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1668 {
1669         struct page * page;
1670
1671         /*
1672          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1673          * a highmem page
1674          */
1675         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1676
1677         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1678         if (page)
1679                 return (unsigned long) page_address(page);
1680         return 0;
1681 }
1682
1683 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1684
1685 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1686 {
1687         int i = pagevec_count(pvec);
1688
1689         while (--i >= 0)
1690                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1691 }
1692
1693 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1694 {
1695         if (put_page_testzero(page)) {
1696                 if (order == 0)
1697                         free_hot_page(page);
1698                 else
1699                         __free_pages_ok(page, order);
1700         }
1701 }
1702
1703 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1704
1705 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1706 {
1707         if (addr != 0) {
1708                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1709                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1710         }
1711 }
1712
1713 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1714
1715 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1716 {
1717         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1718         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1719         unsigned int sum = 0;
1720
1721         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1722         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1723         struct zone *zone;
1724
1725         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1726                 unsigned long size = zone->present_pages;
1727                 unsigned long high = zone->pages_high;
1728                 if (size > high)
1729                         sum += size - high;
1730         }
1731
1732         return sum;
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1737  */
1738 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1739 {
1740         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1741 }
1742 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1743
1744 /*
1745  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1746  */
1747 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1748 {
1749         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1750 }
1751
1752 static inline void show_node(struct zone *zone)
1753 {
1754         if (NUMA_BUILD)
1755                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1756 }
1757
1758 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1759 {
1760         val->totalram = totalram_pages;
1761         val->sharedram = 0;
1762         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1763         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1764         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1765         val->freehigh = nr_free_highpages();
1766         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1767 }
1768
1769 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1770
1771 #ifdef CONFIG_NUMA
1772 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1773 {
1774         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1775
1776         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1777         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1778 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1779         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1780         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1781                         NR_FREE_PAGES);
1782 #else
1783         val->totalhigh = 0;
1784         val->freehigh = 0;
1785 #endif
1786         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1787 }
1788 #endif
1789
1790 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1791
1792 /*
1793  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1794  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1795  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1796  */
1797 void show_free_areas(void)
1798 {
1799         int cpu;
1800         struct zone *zone;
1801
1802         for_each_zone(zone) {
1803                 if (!populated_zone(zone))
1804                         continue;
1805
1806                 show_node(zone);
1807                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1808
1809                 for_each_online_cpu(cpu) {
1810                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1811
1812                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1813
1814                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1815                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1816                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1817                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1818                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1819                                pageset->pcp[1].count);
1820                 }
1821         }
1822
1823         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1824                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1825                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1826                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1827                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1828                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1829                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1830                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1831                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1832                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1833                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1834                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1835                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1836
1837         for_each_zone(zone) {
1838                 int i;
1839
1840                 if (!populated_zone(zone))
1841                         continue;
1842
1843                 show_node(zone);
1844                 printk("%s"
1845                         " free:%lukB"
1846                         " min:%lukB"
1847                         " low:%lukB"
1848                         " high:%lukB"
1849                         " active:%lukB"
1850                         " inactive:%lukB"
1851                         " present:%lukB"
1852                         " pages_scanned:%lu"
1853                         " all_unreclaimable? %s"
1854                         "\n",
1855                         zone->name,
1856                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1857                         K(zone->pages_min),
1858                         K(zone->pages_low),
1859                         K(zone->pages_high),
1860                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1861                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1862                         K(zone->present_pages),
1863                         zone->pages_scanned,
1864                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1865                         );
1866                 printk("lowmem_reserve[]:");
1867                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1868                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1869                 printk("\n");
1870         }
1871
1872         for_each_zone(zone) {
1873                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1874
1875                 if (!populated_zone(zone))
1876                         continue;
1877
1878                 show_node(zone);
1879                 printk("%s: ", zone->name);
1880
1881                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1882                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1883                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1884                         total += nr[order] << order;
1885                 }
1886                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1887                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1888                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1889                 printk("= %lukB\n", K(total));
1890         }
1891
1892         show_swap_cache_info();
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Builds allocation fallback zone lists.
1897  *
1898  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1899  */
1900 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1901                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1902 {
1903         struct zone *zone;
1904
1905         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1906         zone_type++;
1907
1908         do {
1909                 zone_type--;
1910                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1911                 if (populated_zone(zone)) {
1912                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1913                         check_highest_zone(zone_type);
1914                 }
1915
1916         } while (zone_type);
1917         return nr_zones;
1918 }
1919
1920
1921 /*
1922  *  zonelist_order:
1923  *  0 = automatic detection of better ordering.
1924  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1925  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1926  *
1927  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1928  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1929  */
1930 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1931 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1932 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1933
1934 /* zonelist order in the kernel.
1935  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1936  */
1937 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1938 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1939
1940
1941 #ifdef CONFIG_NUMA
1942 /* The value user specified ....changed by config */
1943 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1944 /* string for sysctl */
1945 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1946 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1947
1948 /*
1949  * interface for configure zonelist ordering.
1950  * command line option "numa_zonelist_order"
1951  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1952  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1953  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1954  */
1955
1956 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1957 {
1958         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1959                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1960         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1961                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1962         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1963                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1964         } else {
1965                 printk(KERN_WARNING
1966                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1967                         "%s\n", s);
1968                 return -EINVAL;
1969         }
1970         return 0;
1971 }
1972
1973 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1974 {
1975         if (s)
1976                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1977         return 0;
1978 }
1979 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1980
1981 /*
1982  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1983  */
1984 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1985                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1986                 loff_t *ppos)
1987 {
1988         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1989         int ret;
1990
1991         if (write)
1992                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1993                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1994         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1995         if (ret)
1996                 return ret;
1997         if (write) {
1998                 int oldval = user_zonelist_order;
1999                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2000                         /*
2001                          * bogus value.  restore saved string
2002                          */
2003                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2004                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2005                         user_zonelist_order = oldval;
2006                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2007                         build_all_zonelists();
2008         }
2009         return 0;
2010 }
2011
2012
2013 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2014 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2015
2016 /**
2017  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2018  * @node: node whose fallback list we're appending
2019  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2020  *
2021  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2022  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2023  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2024  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2025  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2026  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2027  * on them otherwise.
2028  * It returns -1 if no node is found.
2029  */
2030 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2031 {
2032         int n, val;
2033         int min_val = INT_MAX;
2034         int best_node = -1;
2035
2036         /* Use the local node if we haven't already */
2037         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2038                 node_set(node, *used_node_mask);
2039                 return node;
2040         }
2041
2042         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2043                 cpumask_t tmp;
2044
2045                 /* Don't want a node to appear more than once */
2046                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2047                         continue;
2048
2049                 /* Use the distance array to find the distance */
2050                 val = node_distance(node, n);
2051
2052                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2053                 val += (n < node);
2054
2055                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2056                 tmp = node_to_cpumask(n);
2057                 if (!cpus_empty(tmp))
2058                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2059
2060                 /* Slight preference for less loaded node */
2061                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2062                 val += node_load[n];
2063
2064                 if (val < min_val) {
2065                         min_val = val;
2066                         best_node = n;
2067                 }
2068         }
2069
2070         if (best_node >= 0)
2071                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2072
2073         return best_node;
2074 }
2075
2076
2077 /*
2078  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2079  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2080  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2081  */
2082 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2083 {
2084         enum zone_type i;
2085         int j;
2086         struct zonelist *zonelist;
2087
2088         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2089                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2090                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2091                         ;
2092                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2093                 zonelist->zones[j] = NULL;
2094         }
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Build gfp_thisnode zonelists
2099  */
2100 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2101 {
2102         enum zone_type i;
2103         int j;
2104         struct zonelist *zonelist;
2105
2106         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2107                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2108                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2109                 zonelist->zones[j] = NULL;
2110         }
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2115  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2116  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2117  * may still exist in local DMA zone.
2118  */
2119 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2120
2121 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2122 {
2123         enum zone_type i;
2124         int pos, j, node;
2125         int zone_type;          /* needs to be signed */
2126         struct zone *z;
2127         struct zonelist *zonelist;
2128
2129         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2130                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2131                 pos = 0;
2132                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2133                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2134                                 node = node_order[j];
2135                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2136                                 if (populated_zone(z)) {
2137                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2138                                         check_highest_zone(zone_type);
2139                                 }
2140                         }
2141                 }
2142                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2143         }
2144 }
2145
2146 static int default_zonelist_order(void)
2147 {
2148         int nid, zone_type;
2149         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2150         struct zone *z;
2151         int average_size;
2152         /*
2153          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2154          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2155          * into OOM very easily.
2156          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2157          */
2158         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2159         low_kmem_size = 0;
2160         total_size = 0;
2161         for_each_online_node(nid) {
2162                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2163                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2164                         if (populated_zone(z)) {
2165                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2166                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2167                                 total_size += z->present_pages;
2168                         }
2169                 }
2170         }
2171         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2172             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2173                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2174         /*
2175          * look into each node's config.
2176          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2177          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2178          */
2179         average_size = total_size /
2180                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2181         for_each_online_node(nid) {
2182                 low_kmem_size = 0;
2183                 total_size = 0;
2184                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2185                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2186                         if (populated_zone(z)) {
2187                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2188                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2189                                 total_size += z->present_pages;
2190                         }
2191                 }
2192                 if (low_kmem_size &&
2193                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2194                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2195                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2196         }
2197         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2198 }
2199
2200 static void set_zonelist_order(void)
2201 {
2202         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2203                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2204         else
2205                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2206 }
2207
2208 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2209 {
2210         int j, node, load;
2211         enum zone_type i;
2212         nodemask_t used_mask;
2213         int local_node, prev_node;
2214         struct zonelist *zonelist;
2215         int order = current_zonelist_order;
2216
2217         /* initialize zonelists */
2218         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2219                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2220                 zonelist->zones[0] = NULL;
2221         }
2222
2223         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2224         local_node = pgdat->node_id;
2225         load = num_online_nodes();
2226         prev_node = local_node;
2227         nodes_clear(used_mask);
2228
2229         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2230         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2231         j = 0;
2232
2233         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2234                 int distance = node_distance(local_node, node);
2235
2236                 /*
2237                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2238                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2239                  */
2240                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2241                         zone_reclaim_mode = 1;
2242
2243                 /*
2244                  * We don't want to pressure a particular node.
2245                  * So adding penalty to the first node in same
2246                  * distance group to make it round-robin.
2247                  */
2248                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2249                         node_load[node] = load;
2250
2251                 prev_node = node;
2252                 load--;
2253                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2254                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2255                 else
2256                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2257         }
2258
2259         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2260                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2261                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2262         }
2263
2264         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2265 }
2266
2267 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2268 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2269 {
2270         int i;
2271
2272         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2273                 struct zonelist *zonelist;
2274                 struct zonelist_cache *zlc;
2275                 struct zone **z;
2276
2277                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2278                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2279                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2280                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2281                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2282         }
2283 }
2284
2285
2286 #else   /* CONFIG_NUMA */
2287
2288 static void set_zonelist_order(void)
2289 {
2290         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2291 }
2292
2293 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2294 {
2295         int node, local_node;
2296         enum zone_type i,j;
2297
2298         local_node = pgdat->node_id;
2299         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2300                 struct zonelist *zonelist;
2301
2302                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2303
2304                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2305                 /*
2306                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2307                  * of all the other nodes.
2308                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2309                  * building the zones for node N, we make sure that the
2310                  * zones coming right after the local ones are those from
2311                  * node N+1 (modulo N)
2312                  */
2313                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2314                         if (!node_online(node))
2315                                 continue;
2316                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2317                 }
2318                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2319                         if (!node_online(node))
2320                                 continue;
2321                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2322                 }
2323
2324                 zonelist->zones[j] = NULL;
2325         }
2326 }
2327
2328 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2329 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2330 {
2331         int i;
2332
2333         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2334                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2335 }
2336
2337 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2338
2339 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2340 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2341 {
2342         int nid;
2343
2344         for_each_online_node(nid) {
2345                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2346
2347                 build_zonelists(pgdat);
2348                 build_zonelist_cache(pgdat);
2349         }
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 void build_all_zonelists(void)
2354 {
2355         set_zonelist_order();
2356
2357         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2358                 __build_all_zonelists(NULL);
2359                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2360         } else {
2361                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2362                    of zonelist */
2363                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2364                 /* cpuset refresh routine should be here */
2365         }
2366         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2367         /*
2368          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2369          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2370          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2371          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2372          * disabled and enable it later
2373          */
2374         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2375                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2376         else
2377                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2378
2379         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2380                 "Total pages: %ld\n",
2381                         num_online_nodes(),
2382                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2383                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2384                         vm_total_pages);
2385 #ifdef CONFIG_NUMA
2386         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2387 #endif
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2392  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2393  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2394  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2395  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2396  * conservative, even though it seems large.
2397  *
2398  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2399  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2400  */
2401 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2402
2403 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2404 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2405 {
2406         unsigned long size = 1;
2407
2408         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2409
2410         while (size < pages)
2411                 size <<= 1;
2412
2413         /*
2414          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2415          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2416          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2417          */
2418         size = min(size, 4096UL);
2419
2420         return max(size, 4UL);
2421 }
2422 #else
2423 /*
2424  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2425  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2426  *
2427  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2428  *
2429  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2430  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2431  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2432  *
2433  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2434  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2435  *
2436  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2437  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2438  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2439  */
2440 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2441 {
2442         return 4096UL;
2443 }
2444 #endif
2445
2446 /*
2447  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2448  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2449  * hash function before the remainder is taken.
2450  */
2451 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2452 {
2453         return ffz(~size);
2454 }
2455
2456 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2457
2458 /*
2459  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2460  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2461  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2462  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2463  * blocks as reclaim kicks in
2464  */
2465 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2466 {
2467         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2468         struct page *page;
2469         unsigned long reserve, block_migratetype;
2470
2471         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2472         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2473         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2474         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2475                                                         pageblock_order;
2476
2477         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2478                 if (!pfn_valid(pfn))
2479                         continue;
2480                 page = pfn_to_page(pfn);
2481
2482                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2483                 if (PageReserved(page))
2484                         continue;
2485
2486                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2487
2488                 /* If this block is reserved, account for it */
2489                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2490                         reserve--;
2491                         continue;
2492                 }
2493
2494                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2495                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2496                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2497                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2498                         reserve--;
2499                         continue;
2500                 }
2501
2502                 /*
2503                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2504                  * take it back
2505                  */
2506                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2507                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2508                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2509                 }
2510         }
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2515  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2516  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2517  */
2518 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2519                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2520 {
2521         struct page *page;
2522         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2523         unsigned long pfn;
2524
2525         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2526                 /*
2527                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2528                  * handed to this function.  They do not
2529                  * exist on hotplugged memory.
2530                  */
2531                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2532                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2533                                 continue;
2534                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2535                                 continue;
2536                 }
2537                 page = pfn_to_page(pfn);
2538                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2539                 init_page_count(page);
2540                 reset_page_mapcount(page);
2541                 SetPageReserved(page);
2542
2543                 /*
2544                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2545                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2546                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2547                  * the address space during boot when many long-lived
2548                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2549                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2550                  * setup_zone_migrate_reserve()
2551                  */
2552                 if ((pfn & (pageblock_nr_pages-1)))
2553                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2554
2555                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2556 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2557                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2558                 if (!is_highmem_idx(zone))
2559                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2560 #endif
2561         }
2562 }
2563
2564 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2565                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2566 {
2567         int order, t;
2568         for_each_migratetype_order(order, t) {
2569                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2570                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2571         }
2572 }
2573
2574 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2575 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2576         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2577 #endif
2578
2579 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2580 {
2581         int batch;
2582
2583         /*
2584          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2585          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2586          *
2587          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2588          */
2589         batch = zone->present_pages / 1024;
2590         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2591                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2592         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2593         if (batch < 1)
2594                 batch = 1;
2595
2596         /*
2597          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2598          * of 2 value was found to be more likely to have
2599          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2600          *
2601          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2602          * batches of pages, one task can end up with a lot
2603          * of pages of one half of the possible page colors
2604          * and the other with pages of the other colors.
2605          */
2606         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2607
2608         return batch;
2609 }
2610
2611 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2612 {
2613         struct per_cpu_pages *pcp;
2614
2615         memset(p, 0, sizeof(*p));
2616
2617         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2618         pcp->count = 0;
2619         pcp->high = 6 * batch;
2620         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2621         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2622
2623         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2624         pcp->count = 0;
2625         pcp->high = 2 * batch;
2626         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2627         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2632  * to the value high for the pageset p.
2633  */
2634
2635 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2636                                 unsigned long high)
2637 {
2638         struct per_cpu_pages *pcp;
2639
2640         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2641         pcp->high = high;
2642         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2643         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2644                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2645 }
2646
2647
2648 #ifdef CONFIG_NUMA
2649 /*
2650  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2651  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2652  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2653  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2654  * with interrupts disabled.
2655  *
2656  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2657  *
2658  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2659  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2660  * hotplugged processors.
2661  *
2662  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2663  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2664  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2665  */
2666 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2667
2668 /*
2669  * Dynamically allocate memory for the
2670  * per cpu pageset array in struct zone.
2671  */
2672 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2673 {
2674         struct zone *zone, *dzone;
2675         int node = cpu_to_node(cpu);
2676
2677         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2678
2679         for_each_zone(zone) {
2680
2681                 if (!populated_zone(zone))
2682                         continue;
2683
2684                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2685                                          GFP_KERNEL, node);
2686                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2687                         goto bad;
2688
2689                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2690
2691                 if (percpu_pagelist_fraction)
2692                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2693                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2694         }
2695
2696         return 0;
2697 bad:
2698         for_each_zone(dzone) {
2699                 if (!populated_zone(dzone))
2700                         continue;
2701                 if (dzone == zone)
2702                         break;
2703                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2704                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2705         }
2706         return -ENOMEM;
2707 }
2708
2709 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2710 {
2711         struct zone *zone;
2712
2713         for_each_zone(zone) {
2714                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2715
2716                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2717                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2718                         kfree(pset);
2719                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2720         }
2721 }
2722
2723 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2724                 unsigned long action,
2725                 void *hcpu)
2726 {
2727         int cpu = (long)hcpu;
2728         int ret = NOTIFY_OK;
2729
2730         switch (action) {
2731         case CPU_UP_PREPARE:
2732         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2733                 if (process_zones(cpu))
2734                         ret = NOTIFY_BAD;
2735                 break;
2736         case CPU_UP_CANCELED:
2737         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2738         case CPU_DEAD:
2739         case CPU_DEAD_FROZEN:
2740                 free_zone_pagesets(cpu);
2741                 break;
2742         default:
2743                 break;
2744         }
2745         return ret;
2746 }
2747
2748 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2749         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2750
2751 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2752 {
2753         int err;
2754
2755         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2756          * A cpuup callback will do this for every cpu
2757          * as it comes online
2758          */
2759         err = process_zones(smp_processor_id());
2760         BUG_ON(err);
2761         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2762 }
2763
2764 #endif
2765
2766 static noinline __init_refok
2767 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2768 {
2769         int i;
2770         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2771         size_t alloc_size;
2772
2773         /*
2774          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2775          * per zone.
2776          */
2777         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2778                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2779         zone->wait_table_bits =
2780                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2781         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2782                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2783
2784         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2785                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2786                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2787         } else {
2788                 /*
2789                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2790                  * via memory hot-add.
2791                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2792                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2793                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2794                  * node itself as well.
2795                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2796                  * necessary.
2797                  */
2798                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2799         }
2800         if (!zone->wait_table)
2801                 return -ENOMEM;
2802
2803         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2804                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2805
2806         return 0;
2807 }
2808
2809 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2810 {
2811         int cpu;
2812         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2813
2814         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2815 #ifdef CONFIG_NUMA
2816                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2817                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2818                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2819 #else
2820                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2821 #endif
2822         }
2823         if (zone->present_pages)
2824                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2825                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2826 }
2827
2828 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2829                                         unsigned long zone_start_pfn,
2830                                         unsigned long size,
2831                                         enum memmap_context context)
2832 {
2833         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2834         int ret;
2835         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2836         if (ret)
2837                 return ret;
2838         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2839
2840         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2841
2842         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2843
2844         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2845
2846         return 0;
2847 }
2848
2849 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2850 /*
2851  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2852  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2853  */
2854 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2855 {
2856         int i;
2857
2858         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2859                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2860                         return i;
2861
2862         return -1;
2863 }
2864
2865 /*
2866  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2867  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2868  */
2869 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2870 {
2871         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2872                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2873                         return index;
2874
2875         return -1;
2876 }
2877
2878 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2879 /*
2880  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2881  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2882  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2883  * alternative
2884  */
2885 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2886 {
2887         int i;
2888
2889         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2890                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2891                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2892
2893                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2894                         return early_node_map[i].nid;
2895         }
2896
2897         return 0;
2898 }
2899 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2900
2901 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2902 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2903         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2904                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2905
2906 /**
2907  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2908  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2909  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2910  *
2911  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2912  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2913  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2914  */
2915 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2916                                                 unsigned long max_low_pfn)
2917 {
2918         int i;
2919
2920         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2921                 unsigned long size_pages = 0;
2922                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2923
2924                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2925                         continue;
2926
2927                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2928                         end_pfn = max_low_pfn;
2929
2930                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2931                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2932                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2933                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2934         }
2935 }
2936
2937 /**
2938  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2939  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2940  *
2941  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2942  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2943  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2944  */
2945 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2946 {
2947         int i;
2948
2949         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2950                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2951                                 early_node_map[i].start_pfn,
2952                                 early_node_map[i].end_pfn);
2953 }
2954
2955 /**
2956  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2957  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2958  * @start_pfn: The start pfn of the node
2959  * @end_pfn: The end pfn of the node
2960  *
2961  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2962  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2963  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2964  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2965  * be used later.
2966  */
2967 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2968 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2969                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2970 {
2971         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2972                         nid, start_pfn, end_pfn);
2973
2974         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2975         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2976                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2977
2978         /* Update the boundaries */
2979         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2980                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2981         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2982                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2983 }
2984
2985 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2986 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2987                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2988 {
2989         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2990                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2991
2992         /* Return if boundary information has not been provided */
2993         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2994                 return;
2995
2996         /* Check the boundaries and update if necessary */
2997         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2998                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2999         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3000                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3001 }
3002 #else
3003 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3004                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3005
3006 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3007                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3008 #endif
3009
3010
3011 /**
3012  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3013  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3014  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3015  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3016  *
3017  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3018  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3019  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3020  * PFNs will be 0.
3021  */
3022 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3023                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3024 {
3025         int i;
3026         *start_pfn = -1UL;
3027         *end_pfn = 0;
3028
3029         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3030                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3031                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3032         }
3033
3034         if (*start_pfn == -1UL)
3035                 *start_pfn = 0;
3036
3037         /* Push the node boundaries out if requested */
3038         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3039 }
3040
3041 /*
3042  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3043  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3044  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3045  */
3046 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3047 {
3048         int zone_index;
3049         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3050                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3051                         continue;
3052
3053                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3054                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3055                         break;
3056         }
3057
3058         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3059         movable_zone = zone_index;
3060 }
3061
3062 /*
3063  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3064  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3065  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3066  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3067  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3068  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3069  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3070  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3071  */
3072 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3073                                         unsigned long zone_type,
3074                                         unsigned long node_start_pfn,
3075                                         unsigned long node_end_pfn,
3076                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3077                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3078 {
3079         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3080         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3081                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3082                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3083                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3084                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3085                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3086
3087                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3088                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3089                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3090                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3091
3092                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3093                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3094                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3095         }
3096 }
3097
3098 /*
3099  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3100  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3101  */
3102 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3103                                         unsigned long zone_type,
3104                                         unsigned long *ignored)
3105 {
3106         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3107         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3108
3109         /* Get the start and end of the node and zone */
3110         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3111         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3112         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3113         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3114                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3115                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3116
3117         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3118         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3119                 return 0;
3120
3121         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3122         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3123         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3124
3125         /* Return the spanned pages */
3126         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3127 }
3128
3129 /*
3130  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3131  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3132  */
3133 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3134                                 unsigned long range_start_pfn,
3135                                 unsigned long range_end_pfn)
3136 {
3137         int i = 0;
3138         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3139         unsigned long start_pfn;
3140
3141         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3142         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3143         if (i == -1)
3144                 return 0;
3145
3146         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3147
3148         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3149         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3150                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3151
3152         /* Find all holes for the zone within the node */
3153         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3154
3155                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3156                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3157                         break;
3158
3159                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3160                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3161                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3162
3163                 /* Update the hole size cound and move on */
3164                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3165                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3166                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3167                 }
3168                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3169         }
3170
3171         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3172         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3173                 hole_pages += range_end_pfn -
3174                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3175
3176         return hole_pages;
3177 }
3178
3179 /**
3180  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3181  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3182  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3183  *
3184  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3185  */
3186 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3187                                                         unsigned long end_pfn)
3188 {
3189         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3190 }
3191
3192 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3193 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3194                                         unsigned long zone_type,
3195                                         unsigned long *ignored)
3196 {
3197         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3198         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3199
3200         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3201         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3202                                                         node_start_pfn);
3203         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3204                                                         node_end_pfn);
3205
3206         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3207                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3208                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3209         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3210 }
3211
3212 #else
3213 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3214                                         unsigned long zone_type,
3215                                         unsigned long *zones_size)
3216 {
3217         return zones_size[zone_type];
3218 }
3219
3220 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3221                                                 unsigned long zone_type,
3222                                                 unsigned long *zholes_size)
3223 {
3224         if (!zholes_size)
3225                 return 0;
3226
3227         return zholes_size[zone_type];
3228 }
3229
3230 #endif
3231
3232 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3233                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3234 {
3235         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3236         enum zone_type i;
3237
3238         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3239                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3240                                                                 zones_size);
3241         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3242
3243         realtotalpages = totalpages;
3244         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3245                 realtotalpages -=
3246                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3247                                                                 zholes_size);
3248         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3249         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3250                                                         realtotalpages);
3251 }
3252
3253 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3254 /*
3255  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3256  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3257  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3258  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3259  * bytes.
3260  */
3261 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3262 {
3263         unsigned long usemapsize;
3264
3265         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3266         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3267         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3268         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3269
3270         return usemapsize / 8;
3271 }
3272
3273 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3274                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3275 {
3276         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3277         zone->pageblock_flags = NULL;
3278         if (usemapsize) {
3279                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3280                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3281         }
3282 }
3283 #else
3284 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3285                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3286 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3287
3288 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3289 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3290 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3291 {
3292         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3293         if (pageblock_order)
3294                 return;
3295
3296         /*
3297          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3298          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3299          */
3300         pageblock_order = order;
3301 }
3302 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3303
3304 /* Defined this way to avoid accidently referencing HUGETLB_PAGE_ORDER */
3305 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3306
3307 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3308
3309 /*
3310  * Set up the zone data structures:
3311  *   - mark all pages reserved
3312  *   - mark all memory queues empty
3313  *   - clear the memory bitmaps
3314  */
3315 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3316                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3317 {
3318         enum zone_type j;
3319         int nid = pgdat->node_id;
3320         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3321         int ret;
3322
3323         pgdat_resize_init(pgdat);
3324         pgdat->nr_zones = 0;
3325         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3326         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3327         
3328         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3329                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3330                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3331
3332                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3333                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3334                                                                 zholes_size);
3335
3336                 /*
3337                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3338                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3339                  * and per-cpu initialisations
3340                  */
3341                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3342                 if (realsize >= memmap_pages) {
3343                         realsize -= memmap_pages;
3344                         printk(KERN_DEBUG
3345                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3346                                 zone_names[j], memmap_pages);
3347                 } else
3348                         printk(KERN_WARNING
3349                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3350                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3351
3352                 /* Account for reserved pages */
3353                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3354                         realsize -= dma_reserve;
3355                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3356                                         zone_names[0], dma_reserve);
3357                 }
3358
3359                 if (!is_highmem_idx(j))
3360                         nr_kernel_pages += realsize;
3361                 nr_all_pages += realsize;
3362
3363                 zone->spanned_pages = size;
3364                 zone->present_pages = realsize;
3365 #ifdef CONFIG_NUMA
3366                 zone->node = nid;
3367                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3368                                                 / 100;
3369                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3370 #endif
3371                 zone->name = zone_names[j];
3372                 spin_lock_init(&zone->lock);
3373                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3374                 zone_seqlock_init(zone);
3375                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3376
3377                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3378
3379                 zone_pcp_init(zone);
3380                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3381                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3382                 zone->nr_scan_active = 0;
3383                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3384                 zap_zone_vm_stats(zone);
3385                 zone->flags = 0;
3386                 if (!size)
3387                         continue;
3388
3389                 set_pageblock_order(HUGETLB_PAGE_ORDER);
3390                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3391                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3392                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3393                 BUG_ON(ret);
3394                 zone_start_pfn += size;
3395         }
3396 }
3397
3398 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3399 {
3400         /* Skip empty nodes */
3401         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3402                 return;
3403
3404 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3405         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3406         if (!pgdat->node_mem_map) {
3407                 unsigned long size, start, end;
3408                 struct page *map;
3409
3410                 /*
3411                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3412                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3413                  * for the buddy allocator to function correctly.
3414                  */
3415                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3416                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3417                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3418                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3419                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3420                 if (!map)
3421                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3422                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3423         }
3424 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3425         /*
3426          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3427          */
3428         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3429                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3430 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3431                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3432                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3433 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3434         }
3435 #endif
3436 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3437 }
3438
3439 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3440                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3441                 unsigned long *zholes_size)
3442 {
3443         pgdat->node_id = nid;
3444         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3445         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3446
3447         alloc_node_mem_map(pgdat);
3448
3449         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3450 }
3451
3452 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3453
3454 #if MAX_NUMNODES > 1
3455 /*