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