]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/page_alloc.c
cpusets: update mems allowed in page allocator
[~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/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/oom.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/sysctl.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/memory_hotplug.h>
38 #include <linux/nodemask.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/mempolicy.h>
41 #include <linux/stop_machine.h>
42 #include <linux/sort.h>
43 #include <linux/pfn.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/fault-inject.h>
46 #include <linux/page-isolation.h>
47 #include <linux/page_cgroup.h>
48 #include <linux/debugobjects.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52 #include "internal.h"
53
54 /*
55  * Array of node states.
56  */
57 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
58         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
59         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
60 #ifndef CONFIG_NUMA
61         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
62 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
63         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
64 #endif
65         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
66 #endif  /* NUMA */
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(node_states);
69
70 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
71 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
72 long nr_swap_pages;
73 int percpu_pagelist_fraction;
74
75 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
76 int pageblock_order __read_mostly;
77 #endif
78
79 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
80
81 /*
82  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
83  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
84  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
85  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
86  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
87  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
88  *
89  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
90  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
91  */
92 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
97          256,
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
100          32,
101 #endif
102          32,
103 };
104
105 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
106
107 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
109          "DMA",
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
112          "DMA32",
113 #endif
114          "Normal",
115 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
116          "HighMem",
117 #endif
118          "Movable",
119 };
120
121 int min_free_kbytes = 1024;
122
123 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
124 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
125 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
126
127 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
128   /*
129    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
130    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
131    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
132    * so the number of times add_active_range() can be called is
133    * related to the number of nodes and the number of holes
134    */
135   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
136     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
137     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
138   #else
139     #if MAX_NUMNODES >= 32
140       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
142     #else
143       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
144       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
145     #endif
146   #endif
147
148   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
149   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
150   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
151   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
153   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
154   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
155 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
156   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
157   static unsigned long __initdata required_movablecore;
158   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
159
160   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
161   int movable_zone;
162   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
163 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
164
165 #if MAX_NUMNODES > 1
166 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
167 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
168 #endif
169
170 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
171
172 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
173 {
174         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
175                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
179 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         int ret = 0;
182         unsigned seq;
183         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
184
185         do {
186                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
187                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
188                         ret = 1;
189                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
190                         ret = 1;
191         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
192
193         return ret;
194 }
195
196 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
197 {
198         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
199                 return 0;
200         if (zone != page_zone(page))
201                 return 0;
202
203         return 1;
204 }
205 /*
206  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
207  */
208 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
209 {
210         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
211                 return 1;
212         if (!page_is_consistent(zone, page))
213                 return 1;
214
215         return 0;
216 }
217 #else
218 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
219 {
220         return 0;
221 }
222 #endif
223
224 static void bad_page(struct page *page)
225 {
226         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n" KERN_EMERG
227                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
228                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
229                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
230                 page_mapcount(page), page_count(page));
231
232         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
233                 KERN_EMERG "Backtrace:\n");
234         dump_stack();
235         page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CLEAR_WHEN_BAD;
236         set_page_count(page, 0);
237         reset_page_mapcount(page);
238         page->mapping = NULL;
239         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
240 }
241
242 /*
243  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
244  *
245  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
246  *
247  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
248  *
249  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
250  * the head page (even the head page has this).
251  *
252  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
253  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
254  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
255  */
256
257 static void free_compound_page(struct page *page)
258 {
259         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
260 }
261
262 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
263 {
264         int i;
265         int nr_pages = 1 << order;
266
267         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
268         set_compound_order(page, order);
269         __SetPageHead(page);
270         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
271                 struct page *p = page + i;
272
273                 __SetPageTail(p);
274                 p->first_page = page;
275         }
276 }
277
278 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
279 void prep_compound_gigantic_page(struct page *page, unsigned long order)
280 {
281         int i;
282         int nr_pages = 1 << order;
283         struct page *p = page + 1;
284
285         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
286         set_compound_order(page, order);
287         __SetPageHead(page);
288         for (i = 1; i < nr_pages; i++, p = mem_map_next(p, page, i)) {
289                 __SetPageTail(p);
290                 p->first_page = page;
291         }
292 }
293 #endif
294
295 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
296 {
297         int i;
298         int nr_pages = 1 << order;
299
300         if (unlikely(compound_order(page) != order))
301                 bad_page(page);
302
303         if (unlikely(!PageHead(page)))
304                         bad_page(page);
305         __ClearPageHead(page);
306         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
307                 struct page *p = page + i;
308
309                 if (unlikely(!PageTail(p) |
310                                 (p->first_page != page)))
311                         bad_page(page);
312                 __ClearPageTail(p);
313         }
314 }
315
316 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
317 {
318         int i;
319
320         /*
321          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
322          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
323          */
324         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
325         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
326                 clear_highpage(page + i);
327 }
328
329 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
330 {
331         set_page_private(page, order);
332         __SetPageBuddy(page);
333 }
334
335 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
336 {
337         __ClearPageBuddy(page);
338         set_page_private(page, 0);
339 }
340
341 /*
342  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
343  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
344  *
345  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
346  * the following equation:
347  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
348  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
349  * 1 buddy is #10:
350  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
351  *
352  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
353  * satisfies the following equation:
354  *     P = B & ~(1 << O)
355  *
356  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
357  */
358 static inline struct page *
359 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
360 {
361         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
362
363         return page + (buddy_idx - page_idx);
364 }
365
366 static inline unsigned long
367 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
368 {
369         return (page_idx & ~(1 << order));
370 }
371
372 /*
373  * This function checks whether a page is free && is the buddy
374  * we can do coalesce a page and its buddy if
375  * (a) the buddy is not in a hole &&
376  * (b) the buddy is in the buddy system &&
377  * (c) a page and its buddy have the same order &&
378  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
379  *
380  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
381  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
382  *
383  * For recording page's order, we use page_private(page).
384  */
385 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
386                                                                 int order)
387 {
388         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
389                 return 0;
390
391         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
392                 return 0;
393
394         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
395                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
396                 return 1;
397         }
398         return 0;
399 }
400
401 /*
402  * Freeing function for a buddy system allocator.
403  *
404  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
405  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
406  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
407  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
408  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
409  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
410  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
411  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
412  * parts of the VM system.
413  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
414  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
415  * order is recorded in page_private(page) field.
416  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
417  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
418  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
419  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
420  * triggers coalescing into a block of larger size.            
421  *
422  * -- wli
423  */
424
425 static inline void __free_one_page(struct page *page,
426                 struct zone *zone, unsigned int order)
427 {
428         unsigned long page_idx;
429         int order_size = 1 << order;
430         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
431
432         if (unlikely(PageCompound(page)))
433                 destroy_compound_page(page, order);
434
435         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
436
437         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
438         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
439
440         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
441         while (order < MAX_ORDER-1) {
442                 unsigned long combined_idx;
443                 struct page *buddy;
444
445                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
446                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
447                         break;
448
449                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
450                 list_del(&buddy->lru);
451                 zone->free_area[order].nr_free--;
452                 rmv_page_order(buddy);
453                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
454                 page = page + (combined_idx - page_idx);
455                 page_idx = combined_idx;
456                 order++;
457         }
458         set_page_order(page, order);
459         list_add(&page->lru,
460                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
461         zone->free_area[order].nr_free++;
462 }
463
464 static inline int free_pages_check(struct page *page)
465 {
466         free_page_mlock(page);
467         if (unlikely(page_mapcount(page) |
468                 (page->mapping != NULL)  |
469                 (page_count(page) != 0)  |
470                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
471                 bad_page(page);
472         if (PageDirty(page))
473                 __ClearPageDirty(page);
474         if (PageSwapBacked(page))
475                 __ClearPageSwapBacked(page);
476         /*
477          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
478          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
479          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
480          */
481         return PageReserved(page);
482 }
483
484 /*
485  * Frees a list of pages. 
486  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
487  * count is the number of pages to free.
488  *
489  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
490  * see if this freeing clears that state.
491  *
492  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
493  * pinned" detection logic.
494  */
495 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
496                                         struct list_head *list, int order)
497 {
498         spin_lock(&zone->lock);
499         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
500         zone->pages_scanned = 0;
501         while (count--) {
502                 struct page *page;
503
504                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
505                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
506                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
507                 list_del(&page->lru);
508                 __free_one_page(page, zone, order);
509         }
510         spin_unlock(&zone->lock);
511 }
512
513 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
514 {
515         spin_lock(&zone->lock);
516         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
517         zone->pages_scanned = 0;
518         __free_one_page(page, zone, order);
519         spin_unlock(&zone->lock);
520 }
521
522 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
523 {
524         unsigned long flags;
525         int i;
526         int reserved = 0;
527
528         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
529                 reserved += free_pages_check(page + i);
530         if (reserved)
531                 return;
532
533         if (!PageHighMem(page)) {
534                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
535                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
536                                            PAGE_SIZE << order);
537         }
538         arch_free_page(page, order);
539         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
540
541         local_irq_save(flags);
542         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
543         free_one_page(page_zone(page), page, order);
544         local_irq_restore(flags);
545 }
546
547 /*
548  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
549  */
550 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
551 {
552         if (order == 0) {
553                 __ClearPageReserved(page);
554                 set_page_count(page, 0);
555                 set_page_refcounted(page);
556                 __free_page(page);
557         } else {
558                 int loop;
559
560                 prefetchw(page);
561                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
562                         struct page *p = &page[loop];
563
564                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
565                                 prefetchw(p + 1);
566                         __ClearPageReserved(p);
567                         set_page_count(p, 0);
568                 }
569
570                 set_page_refcounted(page);
571                 __free_pages(page, order);
572         }
573 }
574
575
576 /*
577  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
578  * Please do not alter this order without good reasons and regression
579  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
580  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
581  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
582  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
583  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
584  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
585  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
586  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
587  *
588  * -- wli
589  */
590 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
591         int low, int high, struct free_area *area,
592         int migratetype)
593 {
594         unsigned long size = 1 << high;
595
596         while (high > low) {
597                 area--;
598                 high--;
599                 size >>= 1;
600                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
601                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
602                 area->nr_free++;
603                 set_page_order(&page[size], high);
604         }
605 }
606
607 /*
608  * This page is about to be returned from the page allocator
609  */
610 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
611 {
612         if (unlikely(page_mapcount(page) |
613                 (page->mapping != NULL)  |
614                 (page_count(page) != 0)  |
615                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)))
616                 bad_page(page);
617
618         /*
619          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
620          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
621          */
622         if (PageReserved(page))
623                 return 1;
624
625         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_reclaim |
626                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
627                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk
628 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
629                         | 1 << PG_mlocked
630 #endif
631                         );
632         set_page_private(page, 0);
633         set_page_refcounted(page);
634
635         arch_alloc_page(page, order);
636         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
637
638         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
639                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
640
641         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
642                 prep_compound_page(page, order);
643
644         return 0;
645 }
646
647 /*
648  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
649  * the smallest available page from the freelists
650  */
651 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
652                                                 int migratetype)
653 {
654         unsigned int current_order;
655         struct free_area * area;
656         struct page *page;
657
658         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
659         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
660                 area = &(zone->free_area[current_order]);
661                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
662                         continue;
663
664                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
665                                                         struct page, lru);
666                 list_del(&page->lru);
667                 rmv_page_order(page);
668                 area->nr_free--;
669                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
670                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
671                 return page;
672         }
673
674         return NULL;
675 }
676
677
678 /*
679  * This array describes the order lists are fallen back to when
680  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
681  */
682 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
683         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
684         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
685         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
686         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
687 };
688
689 /*
690  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
691  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
692  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
693  */
694 static int move_freepages(struct zone *zone,
695                           struct page *start_page, struct page *end_page,
696                           int migratetype)
697 {
698         struct page *page;
699         unsigned long order;
700         int pages_moved = 0;
701
702 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
703         /*
704          * page_zone is not safe to call in this context when
705          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
706          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
707          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
708          * grouping pages by mobility
709          */
710         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
711 #endif
712
713         for (page = start_page; page <= end_page;) {
714                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
715                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
716
717                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
718                         page++;
719                         continue;
720                 }
721
722                 if (!PageBuddy(page)) {
723                         page++;
724                         continue;
725                 }
726
727                 order = page_order(page);
728                 list_del(&page->lru);
729                 list_add(&page->lru,
730                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
731                 page += 1 << order;
732                 pages_moved += 1 << order;
733         }
734
735         return pages_moved;
736 }
737
738 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
739                                 int migratetype)
740 {
741         unsigned long start_pfn, end_pfn;
742         struct page *start_page, *end_page;
743
744         start_pfn = page_to_pfn(page);
745         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
746         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
747         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
748         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
749
750         /* Do not cross zone boundaries */
751         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
752                 start_page = page;
753         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
754                 return 0;
755
756         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
757 }
758
759 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
760 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
761                                                 int start_migratetype)
762 {
763         struct free_area * area;
764         int current_order;
765         struct page *page;
766         int migratetype, i;
767
768         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
769         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
770                                                 --current_order) {
771                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
772                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
773
774                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
775                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
776                                 continue;
777
778                         area = &(zone->free_area[current_order]);
779                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
780                                 continue;
781
782                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
783                                         struct page, lru);
784                         area->nr_free--;
785
786                         /*
787                          * If breaking a large block of pages, move all free
788                          * pages to the preferred allocation list. If falling
789                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
790                          * agressive about taking ownership of free pages
791                          */
792                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
793                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
794                                 unsigned long pages;
795                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
796                                                                 start_migratetype);
797
798                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
799                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
800                                         set_pageblock_migratetype(page,
801                                                                 start_migratetype);
802
803                                 migratetype = start_migratetype;
804                         }
805
806                         /* Remove the page from the freelists */
807                         list_del(&page->lru);
808                         rmv_page_order(page);
809                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
810                                                         -(1UL << order));
811
812                         if (current_order == pageblock_order)
813                                 set_pageblock_migratetype(page,
814                                                         start_migratetype);
815
816                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
817                         return page;
818                 }
819         }
820
821         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
822         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
823 }
824
825 /*
826  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
827  * Call me with the zone->lock already held.
828  */
829 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
830                                                 int migratetype)
831 {
832         struct page *page;
833
834         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
835
836         if (unlikely(!page))
837                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
838
839         return page;
840 }
841
842 /* 
843  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
844  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
845  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
846  */
847 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
848                         unsigned long count, struct list_head *list,
849                         int migratetype)
850 {
851         int i;
852         
853         spin_lock(&zone->lock);
854         for (i = 0; i < count; ++i) {
855                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
856                 if (unlikely(page == NULL))
857                         break;
858
859                 /*
860                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
861                  * in physical page order. The page is added to the callers and
862                  * list and the list head then moves forward. From the callers
863                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
864                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
865                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
866                  * properly.
867                  */
868                 list_add(&page->lru, list);
869                 set_page_private(page, migratetype);
870                 list = &page->lru;
871         }
872         spin_unlock(&zone->lock);
873         return i;
874 }
875
876 #ifdef CONFIG_NUMA
877 /*
878  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
879  * currently executing processor on remote nodes after they have
880  * expired.
881  *
882  * Note that this function must be called with the thread pinned to
883  * a single processor.
884  */
885 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
886 {
887         unsigned long flags;
888         int to_drain;
889
890         local_irq_save(flags);
891         if (pcp->count >= pcp->batch)
892                 to_drain = pcp->batch;
893         else
894                 to_drain = pcp->count;
895         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
896         pcp->count -= to_drain;
897         local_irq_restore(flags);
898 }
899 #endif
900
901 /*
902  * Drain pages of the indicated processor.
903  *
904  * The processor must either be the current processor and the
905  * thread pinned to the current processor or a processor that
906  * is not online.
907  */
908 static void drain_pages(unsigned int cpu)
909 {
910         unsigned long flags;
911         struct zone *zone;
912
913         for_each_zone(zone) {
914                 struct per_cpu_pageset *pset;
915                 struct per_cpu_pages *pcp;
916
917                 if (!populated_zone(zone))
918                         continue;
919
920                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
921
922                 pcp = &pset->pcp;
923                 local_irq_save(flags);
924                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
925                 pcp->count = 0;
926                 local_irq_restore(flags);
927         }
928 }
929
930 /*
931  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
932  */
933 void drain_local_pages(void *arg)
934 {
935         drain_pages(smp_processor_id());
936 }
937
938 /*
939  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
940  */
941 void drain_all_pages(void)
942 {
943         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
944 }
945
946 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
947
948 void mark_free_pages(struct zone *zone)
949 {
950         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
951         unsigned long flags;
952         int order, t;
953         struct list_head *curr;
954
955         if (!zone->spanned_pages)
956                 return;
957
958         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
959
960         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
961         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
962                 if (pfn_valid(pfn)) {
963                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
964
965                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
966                                 swsusp_unset_page_free(page);
967                 }
968
969         for_each_migratetype_order(order, t) {
970                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
971                         unsigned long i;
972
973                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
974                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
975                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
976                 }
977         }
978         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
979 }
980 #endif /* CONFIG_PM */
981
982 /*
983  * Free a 0-order page
984  */
985 static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
986 {
987         struct zone *zone = page_zone(page);
988         struct per_cpu_pages *pcp;
989         unsigned long flags;
990
991         if (PageAnon(page))
992                 page->mapping = NULL;
993         if (free_pages_check(page))
994                 return;
995
996         if (!PageHighMem(page)) {
997                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
998                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
999         }
1000         arch_free_page(page, 0);
1001         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1002
1003         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp;
1004         local_irq_save(flags);
1005         __count_vm_event(PGFREE);
1006         if (cold)
1007                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->list);
1008         else
1009                 list_add(&page->lru, &pcp->list);
1010         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1011         pcp->count++;
1012         if (pcp->count >= pcp->high) {
1013                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1014                 pcp->count -= pcp->batch;
1015         }
1016         local_irq_restore(flags);
1017         put_cpu();
1018 }
1019
1020 void free_hot_page(struct page *page)
1021 {
1022         free_hot_cold_page(page, 0);
1023 }
1024         
1025 void free_cold_page(struct page *page)
1026 {
1027         free_hot_cold_page(page, 1);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1032  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1033  * Each sub-page must be freed individually.
1034  *
1035  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1036  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1037  */
1038 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1039 {
1040         int i;
1041
1042         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1043         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1044         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1045                 set_page_refcounted(page + i);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1050  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1051  * or two.
1052  */
1053 static struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1054                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         struct page *page;
1058         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1059         int cpu;
1060         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1061
1062 again:
1063         cpu  = get_cpu();
1064         if (likely(order == 0)) {
1065                 struct per_cpu_pages *pcp;
1066
1067                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp;
1068                 local_irq_save(flags);
1069                 if (!pcp->count) {
1070                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1071                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1072                         if (unlikely(!pcp->count))
1073                                 goto failed;
1074                 }
1075
1076                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1077                 if (cold) {
1078                         list_for_each_entry_reverse(page, &pcp->list, lru)
1079                                 if (page_private(page) == migratetype)
1080                                         break;
1081                 } else {
1082                         list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1083                                 if (page_private(page) == migratetype)
1084                                         break;
1085                 }
1086
1087                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1088                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1089                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1090                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1091                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1092                 }
1093
1094                 list_del(&page->lru);
1095                 pcp->count--;
1096         } else {
1097                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1098                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1099                 spin_unlock(&zone->lock);
1100                 if (!page)
1101                         goto failed;
1102         }
1103
1104         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1105         zone_statistics(preferred_zone, zone);
1106         local_irq_restore(flags);
1107         put_cpu();
1108
1109         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1110         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1111                 goto again;
1112         return page;
1113
1114 failed:
1115         local_irq_restore(flags);
1116         put_cpu();
1117         return NULL;
1118 }
1119
1120 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1121 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1122 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1123 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1124 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1125 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1126 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1127
1128 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1129
1130 static struct fail_page_alloc_attr {
1131         struct fault_attr attr;
1132
1133         u32 ignore_gfp_highmem;
1134         u32 ignore_gfp_wait;
1135         u32 min_order;
1136
1137 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1138
1139         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1140         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1141         struct dentry *min_order_file;
1142
1143 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1144
1145 } fail_page_alloc = {
1146         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1147         .ignore_gfp_wait = 1,
1148         .ignore_gfp_highmem = 1,
1149         .min_order = 1,
1150 };
1151
1152 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1153 {
1154         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1155 }
1156 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1157
1158 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1159 {
1160         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1161                 return 0;
1162         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1163                 return 0;
1164         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1165                 return 0;
1166         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1167                 return 0;
1168
1169         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1170 }
1171
1172 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1173
1174 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1175 {
1176         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1177         struct dentry *dir;
1178         int err;
1179
1180         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1181                                        "fail_page_alloc");
1182         if (err)
1183                 return err;
1184         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1185
1186         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1187                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1188                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1189
1190         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1191                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1192                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1193         fail_page_alloc.min_order_file =
1194                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1195                                    &fail_page_alloc.min_order);
1196
1197         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1198             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1199             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1200                 err = -ENOMEM;
1201                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1202                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1203                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1204                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1205         }
1206
1207         return err;
1208 }
1209
1210 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1211
1212 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1213
1214 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1215
1216 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1217 {
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1222
1223 /*
1224  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1225  * of the allocation.
1226  */
1227 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1228                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1229 {
1230         /* free_pages my go negative - that's OK */
1231         long min = mark;
1232         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1233         int o;
1234
1235         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1236                 min -= min / 2;
1237         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1238                 min -= min / 4;
1239
1240         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1241                 return 0;
1242         for (o = 0; o < order; o++) {
1243                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1244                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1245
1246                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1247                 min >>= 1;
1248
1249                 if (free_pages <= min)
1250                         return 0;
1251         }
1252         return 1;
1253 }
1254
1255 #ifdef CONFIG_NUMA
1256 /*
1257  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1258  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1259  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1260  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1261  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1262  *
1263  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1264  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1265  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1266  *
1267  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1268  * nothing and returns NULL.
1269  *
1270  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1271  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1272  *
1273  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1274  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1275  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1276  * quickly as we can.
1277  */
1278 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1279 {
1280         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1281         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1282
1283         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1284         if (!zlc)
1285                 return NULL;
1286
1287         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1288                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1289                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1290         }
1291
1292         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1293                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1294                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1295         return allowednodes;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1300  * if it is worth looking at further for free memory:
1301  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1302  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1303  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1304  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1305  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1306  * else return false (zero) if it is not.
1307  *
1308  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1309  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1310  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1311  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1312  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1313  * into the second scan of the zonelist.
1314  *
1315  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1316  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1317  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1318  * unturned looking for a free page.
1319  */
1320 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1321                                                 nodemask_t *allowednodes)
1322 {
1323         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1324         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1325         int n;                          /* node that zone *z is on */
1326
1327         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1328         if (!zlc)
1329                 return 1;
1330
1331         i = z - zonelist->_zonerefs;
1332         n = zlc->z_to_n[i];
1333
1334         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1335         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1340  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1341  * from that zone don't waste time re-examining it.
1342  */
1343 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1344 {
1345         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1346         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1347
1348         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1349         if (!zlc)
1350                 return;
1351
1352         i = z - zonelist->_zonerefs;
1353
1354         set_bit(i, zlc->fullzones);
1355 }
1356
1357 #else   /* CONFIG_NUMA */
1358
1359 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1360 {
1361         return NULL;
1362 }
1363
1364 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1365                                 nodemask_t *allowednodes)
1366 {
1367         return 1;
1368 }
1369
1370 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1371 {
1372 }
1373 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1374
1375 /*
1376  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1377  * a page.
1378  */
1379 static struct page *
1380 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1381                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags)
1382 {
1383         struct zoneref *z;
1384         struct page *page = NULL;
1385         int classzone_idx;
1386         struct zone *zone, *preferred_zone;
1387         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1388         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1389         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1390
1391         (void)first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, nodemask,
1392                                                         &preferred_zone);
1393         if (!preferred_zone)
1394                 return NULL;
1395
1396         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1397
1398 zonelist_scan:
1399         /*
1400          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1401          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1402          */
1403         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1404                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1405                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1406                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1407                                 continue;
1408                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1409                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1410                                 goto try_next_zone;
1411
1412                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1413                         unsigned long mark;
1414                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1415                                 mark = zone->pages_min;
1416                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1417                                 mark = zone->pages_low;
1418                         else
1419                                 mark = zone->pages_high;
1420                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1421                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1422                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1423                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1424                                         goto this_zone_full;
1425                         }
1426                 }
1427
1428                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order, gfp_mask);
1429                 if (page)
1430                         break;
1431 this_zone_full:
1432                 if (NUMA_BUILD)
1433                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1434 try_next_zone:
1435                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1436                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1437                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1438                         zlc_active = 1;
1439                         did_zlc_setup = 1;
1440                 }
1441         }
1442
1443         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1444                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1445                 zlc_active = 0;
1446                 goto zonelist_scan;
1447         }
1448         return page;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1453  */
1454 struct page *
1455 __alloc_pages_internal(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1456                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
1457 {
1458         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1459         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1460         struct zoneref *z;
1461         struct zone *zone;
1462         struct page *page;
1463         struct reclaim_state reclaim_state;
1464         struct task_struct *p = current;
1465         int do_retry;
1466         int alloc_flags;
1467         unsigned long did_some_progress;
1468         unsigned long pages_reclaimed = 0;
1469
1470         might_sleep_if(wait);
1471
1472         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1473                 return NULL;
1474
1475 restart:
1476         z = zonelist->_zonerefs;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1477
1478         if (unlikely(!z->zone)) {
1479                 /*
1480                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1481                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1482                  */
1483                 return NULL;
1484         }
1485
1486         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
1487                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1488         if (page)
1489                 goto got_pg;
1490
1491         /*
1492          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1493          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1494          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1495          * using a larger set of nodes after it has established that the
1496          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1497          * over allocated.
1498          */
1499         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1500                 goto nopage;
1501
1502         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
1503                 wakeup_kswapd(zone, order);
1504
1505         /*
1506          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1507          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1508          * to how we want to proceed.
1509          *
1510          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1511          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1512          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1513          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1514          */
1515         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1516         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1517                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1518         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1519                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1520         if (wait)
1521                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1522
1523         /*
1524          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1525          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1526          *
1527          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1528          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1529          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1530          */
1531         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
1532                                                 high_zoneidx, alloc_flags);
1533         if (page)
1534                 goto got_pg;
1535
1536         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1537
1538 rebalance:
1539         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1540                         && !in_interrupt()) {
1541                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1542 nofail_alloc:
1543                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1544                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1545                                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1546                         if (page)
1547                                 goto got_pg;
1548                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1549                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1550                                 goto nofail_alloc;
1551                         }
1552                 }
1553                 goto nopage;
1554         }
1555
1556         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1557         if (!wait)
1558                 goto nopage;
1559
1560         cond_resched();
1561
1562         /* We now go into synchronous reclaim */
1563         cpuset_memory_pressure_bump();
1564         /*
1565          * The task's cpuset might have expanded its set of allowable nodes
1566          */
1567         cpuset_update_task_memory_state();
1568         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1569         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1570         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1571
1572         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask);
1573
1574         p->reclaim_state = NULL;
1575         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1576
1577         cond_resched();
1578
1579         if (order != 0)
1580                 drain_all_pages();
1581
1582         if (likely(did_some_progress)) {
1583                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
1584                                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags);
1585                 if (page)
1586                         goto got_pg;
1587         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1588                 if (!try_set_zone_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1589                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1590                         goto restart;
1591                 }
1592
1593                 /*
1594                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1595                  * very high watermark here, this is only to catch
1596                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1597                  * under heavy pressure.
1598                  */
1599                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1600                         order, zonelist, high_zoneidx,
1601                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1602                 if (page) {
1603                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1604                         goto got_pg;
1605                 }
1606
1607                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1608                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1609                         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1610                         goto nopage;
1611                 }
1612
1613                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1614                 clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1615                 goto restart;
1616         }
1617
1618         /*
1619          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1620          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1621          *
1622          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1623          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1624          * implementations.
1625          *
1626          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1627          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1628          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1629          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1630          * allocation still fails, we stop retrying.
1631          */
1632         pages_reclaimed += did_some_progress;
1633         do_retry = 0;
1634         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1635                 if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) {
1636                         do_retry = 1;
1637                 } else {
1638                         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT &&
1639                                 pages_reclaimed < (1 << order))
1640                                         do_retry = 1;
1641                 }
1642                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1643                         do_retry = 1;
1644         }
1645         if (do_retry) {
1646                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1647                 goto rebalance;
1648         }
1649
1650 nopage:
1651         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1652                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1653                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1654                         p->comm, order, gfp_mask);
1655                 dump_stack();
1656                 show_mem();
1657         }
1658 got_pg:
1659         return page;
1660 }
1661 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
1662
1663 /*
1664  * Common helper functions.
1665  */
1666 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1667 {
1668         struct page * page;
1669         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1670         if (!page)
1671                 return 0;
1672         return (unsigned long) page_address(page);
1673 }
1674
1675 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1676
1677 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1678 {
1679         struct page * page;
1680
1681         /*
1682          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1683          * a highmem page
1684          */
1685         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1686
1687         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1688         if (page)
1689                 return (unsigned long) page_address(page);
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1694
1695 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1696 {
1697         int i = pagevec_count(pvec);
1698
1699         while (--i >= 0)
1700                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1701 }
1702
1703 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1704 {
1705         if (put_page_testzero(page)) {
1706                 if (order == 0)
1707                         free_hot_page(page);
1708                 else
1709                         __free_pages_ok(page, order);
1710         }
1711 }
1712
1713 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1714
1715 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1716 {
1717         if (addr != 0) {
1718                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1719                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1720         }
1721 }
1722
1723 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1724
1725 /**
1726  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
1727  * @size: the number of bytes to allocate
1728  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
1729  *
1730  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
1731  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
1732  * allocate memory in power-of-two pages.
1733  *
1734  * This function is also limited by MAX_ORDER.
1735  *
1736  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
1737  */
1738 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
1739 {
1740         unsigned int order = get_order(size);
1741         unsigned long addr;
1742
1743         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
1744         if (addr) {
1745                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
1746                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
1747
1748                 split_page(virt_to_page(addr), order);
1749                 while (used < alloc_end) {
1750                         free_page(used);
1751                         used += PAGE_SIZE;
1752                 }
1753         }
1754
1755         return (void *)addr;
1756 }
1757 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
1758
1759 /**
1760  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
1761  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
1762  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
1763  *
1764  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
1765  */
1766 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
1767 {
1768         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
1769         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
1770
1771         while (addr < end) {
1772                 free_page(addr);
1773                 addr += PAGE_SIZE;
1774         }
1775 }
1776 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
1777
1778 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1779 {
1780         struct zoneref *z;
1781         struct zone *zone;
1782
1783         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1784         unsigned int sum = 0;
1785
1786         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
1787
1788         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
1789                 unsigned long size = zone->present_pages;
1790                 unsigned long high = zone->pages_high;
1791                 if (size > high)
1792                         sum += size - high;
1793         }
1794
1795         return sum;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1800  */
1801 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1802 {
1803         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1806
1807 /*
1808  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1809  */
1810 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1811 {
1812         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1813 }
1814
1815 static inline void show_node(struct zone *zone)
1816 {
1817         if (NUMA_BUILD)
1818                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1819 }
1820
1821 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1822 {
1823         val->totalram = totalram_pages;
1824         val->sharedram = 0;
1825         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1826         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1827         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1828         val->freehigh = nr_free_highpages();
1829         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1830 }
1831
1832 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1833
1834 #ifdef CONFIG_NUMA
1835 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1836 {
1837         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1838
1839         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1840         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1841 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1842         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1843         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1844                         NR_FREE_PAGES);
1845 #else
1846         val->totalhigh = 0;
1847         val->freehigh = 0;
1848 #endif
1849         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1850 }
1851 #endif
1852
1853 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1854
1855 /*
1856  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1857  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1858  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1859  */
1860 void show_free_areas(void)
1861 {
1862         int cpu;
1863         struct zone *zone;
1864
1865         for_each_zone(zone) {
1866                 if (!populated_zone(zone))
1867                         continue;
1868
1869                 show_node(zone);
1870                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1871
1872                 for_each_online_cpu(cpu) {
1873                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1874
1875                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1876
1877                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1878                                cpu, pageset->pcp.high,
1879                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
1880                 }
1881         }
1882
1883         printk("Active_anon:%lu active_file:%lu inactive_anon:%lu\n"
1884                 " inactive_file:%lu"
1885 //TODO:  check/adjust line lengths
1886 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1887                 " unevictable:%lu"
1888 #endif
1889                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1890                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1891                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
1892                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
1893                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
1894                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
1895 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1896                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
1897 #endif
1898                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1899                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1900                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1901                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1902                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1903                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1904                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1905                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1906                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1907
1908         for_each_zone(zone) {
1909                 int i;
1910
1911                 if (!populated_zone(zone))
1912                         continue;
1913
1914                 show_node(zone);
1915                 printk("%s"
1916                         " free:%lukB"
1917                         " min:%lukB"
1918                         " low:%lukB"
1919                         " high:%lukB"
1920                         " active_anon:%lukB"
1921                         " inactive_anon:%lukB"
1922                         " active_file:%lukB"
1923                         " inactive_file:%lukB"
1924 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1925                         " unevictable:%lukB"
1926 #endif
1927                         " present:%lukB"
1928                         " pages_scanned:%lu"
1929                         " all_unreclaimable? %s"
1930                         "\n",
1931                         zone->name,
1932                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1933                         K(zone->pages_min),
1934                         K(zone->pages_low),
1935                         K(zone->pages_high),
1936                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
1937                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
1938                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
1939                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
1940 #ifdef CONFIG_UNEVICTABLE_LRU
1941                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
1942 #endif
1943                         K(zone->present_pages),
1944                         zone->pages_scanned,
1945                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1946                         );
1947                 printk("lowmem_reserve[]:");
1948                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1949                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1950                 printk("\n");
1951         }
1952
1953         for_each_zone(zone) {
1954                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1955
1956                 if (!populated_zone(zone))
1957                         continue;
1958
1959                 show_node(zone);
1960                 printk("%s: ", zone->name);
1961
1962                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1963                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1964                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1965                         total += nr[order] << order;
1966                 }
1967                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1968                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1969                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1970                 printk("= %lukB\n", K(total));
1971         }
1972
1973         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
1974
1975         show_swap_cache_info();
1976 }
1977
1978 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
1979 {
1980         zoneref->zone = zone;
1981         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
1982 }
1983
1984 /*
1985  * Builds allocation fallback zone lists.
1986  *
1987  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1988  */
1989 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1990                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1991 {
1992         struct zone *zone;
1993
1994         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1995         zone_type++;
1996
1997         do {
1998                 zone_type--;
1999                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2000                 if (populated_zone(zone)) {
2001                         zoneref_set_zone(zone,
2002                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2003                         check_highest_zone(zone_type);
2004                 }
2005
2006         } while (zone_type);
2007         return nr_zones;
2008 }
2009
2010
2011 /*
2012  *  zonelist_order:
2013  *  0 = automatic detection of better ordering.
2014  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2015  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2016  *
2017  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2018  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2019  */
2020 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2021 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2022 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2023
2024 /* zonelist order in the kernel.
2025  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2026  */
2027 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2028 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2029
2030
2031 #ifdef CONFIG_NUMA
2032 /* The value user specified ....changed by config */
2033 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2034 /* string for sysctl */
2035 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2036 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2037
2038 /*
2039  * interface for configure zonelist ordering.
2040  * command line option "numa_zonelist_order"
2041  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2042  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2043  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2044  */
2045
2046 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2047 {
2048         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2049                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2050         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2051                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2052         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2053                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2054         } else {
2055                 printk(KERN_WARNING
2056                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2057                         "%s\n", s);
2058                 return -EINVAL;
2059         }
2060         return 0;
2061 }
2062
2063 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2064 {
2065         if (s)
2066                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
2067         return 0;
2068 }
2069 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2070
2071 /*
2072  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2073  */
2074 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2075                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
2076                 loff_t *ppos)
2077 {
2078         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2079         int ret;
2080
2081         if (write)
2082                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
2083                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2084         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
2085         if (ret)
2086                 return ret;
2087         if (write) {
2088                 int oldval = user_zonelist_order;
2089                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2090                         /*
2091                          * bogus value.  restore saved string
2092                          */
2093                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2094                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2095                         user_zonelist_order = oldval;
2096                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
2097                         build_all_zonelists();
2098         }
2099         return 0;
2100 }
2101
2102
2103 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2104 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2105
2106 /**
2107  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2108  * @node: node whose fallback list we're appending
2109  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2110  *
2111  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2112  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2113  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2114  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2115  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2116  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2117  * on them otherwise.
2118  * It returns -1 if no node is found.
2119  */
2120 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2121 {
2122         int n, val;
2123         int min_val = INT_MAX;
2124         int best_node = -1;
2125         node_to_cpumask_ptr(tmp, 0);
2126
2127         /* Use the local node if we haven't already */
2128         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2129                 node_set(node, *used_node_mask);
2130                 return node;
2131         }
2132
2133         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2134
2135                 /* Don't want a node to appear more than once */
2136                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2137                         continue;
2138
2139                 /* Use the distance array to find the distance */
2140                 val = node_distance(node, n);
2141
2142                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2143                 val += (n < node);
2144
2145                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2146                 node_to_cpumask_ptr_next(tmp, n);
2147                 if (!cpus_empty(*tmp))
2148                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2149
2150                 /* Slight preference for less loaded node */
2151                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2152                 val += node_load[n];
2153
2154                 if (val < min_val) {
2155                         min_val = val;
2156                         best_node = n;
2157                 }
2158         }
2159
2160         if (best_node >= 0)
2161                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2162
2163         return best_node;
2164 }
2165
2166
2167 /*
2168  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2169  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2170  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2171  */
2172 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2173 {
2174         int j;
2175         struct zonelist *zonelist;
2176
2177         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2178         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2179                 ;
2180         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2181                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2182         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2183         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2184 }
2185
2186 /*
2187  * Build gfp_thisnode zonelists
2188  */
2189 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2190 {
2191         int j;
2192         struct zonelist *zonelist;
2193
2194         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2195         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2196         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2197         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2202  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2203  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2204  * may still exist in local DMA zone.
2205  */
2206 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2207
2208 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2209 {
2210         int pos, j, node;
2211         int zone_type;          /* needs to be signed */
2212         struct zone *z;
2213         struct zonelist *zonelist;
2214
2215         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2216         pos = 0;
2217         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2218                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2219                         node = node_order[j];
2220                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2221                         if (populated_zone(z)) {
2222                                 zoneref_set_zone(z,
2223                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2224                                 check_highest_zone(zone_type);
2225                         }
2226                 }
2227         }
2228         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2229         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2230 }
2231
2232 static int default_zonelist_order(void)
2233 {
2234         int nid, zone_type;
2235         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2236         struct zone *z;
2237         int average_size;
2238         /*
2239          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2240          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2241          * into OOM very easily.
2242          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2243          */
2244         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2245         low_kmem_size = 0;
2246         total_size = 0;
2247         for_each_online_node(nid) {
2248                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2249                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2250                         if (populated_zone(z)) {
2251                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2252                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2253                                 total_size += z->present_pages;
2254                         }
2255                 }
2256         }
2257         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2258             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2259                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2260         /*
2261          * look into each node's config.
2262          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2263          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2264          */
2265         average_size = total_size /
2266                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2267         for_each_online_node(nid) {
2268                 low_kmem_size = 0;
2269                 total_size = 0;
2270                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2271                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2272                         if (populated_zone(z)) {
2273                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2274                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2275                                 total_size += z->present_pages;
2276                         }
2277                 }
2278                 if (low_kmem_size &&
2279                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2280                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2281                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2282         }
2283         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2284 }
2285
2286 static void set_zonelist_order(void)
2287 {
2288         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2289                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2290         else
2291                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2292 }
2293
2294 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2295 {
2296         int j, node, load;
2297         enum zone_type i;
2298         nodemask_t used_mask;
2299         int local_node, prev_node;
2300         struct zonelist *zonelist;
2301         int order = current_zonelist_order;
2302
2303         /* initialize zonelists */
2304         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2305                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2306                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
2307                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
2308         }
2309
2310         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2311         local_node = pgdat->node_id;
2312         load = num_online_nodes();
2313         prev_node = local_node;
2314         nodes_clear(used_mask);
2315
2316         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2317         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2318         j = 0;
2319
2320         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2321                 int distance = node_distance(local_node, node);
2322
2323                 /*
2324                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2325                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2326                  */
2327                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2328                         zone_reclaim_mode = 1;
2329
2330                 /*
2331                  * We don't want to pressure a particular node.
2332                  * So adding penalty to the first node in same
2333                  * distance group to make it round-robin.
2334                  */
2335                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2336                         node_load[node] = load;
2337
2338                 prev_node = node;
2339                 load--;
2340                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2341                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2342                 else
2343                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2344         }
2345
2346         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2347                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2348                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2349         }
2350
2351         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2352 }
2353
2354 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2355 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2356 {
2357         struct zonelist *zonelist;
2358         struct zonelist_cache *zlc;
2359         struct zoneref *z;
2360
2361         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2362         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2363         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2364         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
2365                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
2366 }
2367
2368
2369 #else   /* CONFIG_NUMA */
2370
2371 static void set_zonelist_order(void)
2372 {
2373         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2374 }
2375
2376 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2377 {
2378         int node, local_node;
2379         enum zone_type j;
2380         struct zonelist *zonelist;
2381
2382         local_node = pgdat->node_id;
2383
2384         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2385         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2386
2387         /*
2388          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2389          * of all the other nodes.
2390          * We don't want to pressure a particular node, so when
2391          * building the zones for node N, we make sure that the
2392          * zones coming right after the local ones are those from
2393          * node N+1 (modulo N)
2394          */
2395         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2396                 if (!node_online(node))
2397                         continue;
2398                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2399                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2400         }
2401         for (node = 0; node < local_node; node++) {
2402                 if (!node_online(node))
2403                         continue;
2404                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2405                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2406         }
2407
2408         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2409         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2410 }
2411
2412 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2413 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2414 {
2415         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
2416 }
2417
2418 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2419
2420 /* return values int ....just for stop_machine() */
2421 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2422 {
2423         int nid;
2424
2425         for_each_online_node(nid) {
2426                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2427
2428                 build_zonelists(pgdat);
2429                 build_zonelist_cache(pgdat);
2430         }
2431         return 0;
2432 }
2433
2434 void build_all_zonelists(void)
2435 {
2436         set_zonelist_order();
2437
2438         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2439                 __build_all_zonelists(NULL);
2440                 mminit_verify_zonelist();
2441                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2442         } else {
2443                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
2444                    of zonelist */
2445                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
2446                 /* cpuset refresh routine should be here */
2447         }
2448         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2449         /*
2450          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2451          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2452          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2453          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2454          * disabled and enable it later
2455          */
2456         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2457                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2458         else
2459                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2460
2461         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2462                 "Total pages: %ld\n",
2463                         num_online_nodes(),
2464                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2465                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2466                         vm_total_pages);
2467 #ifdef CONFIG_NUMA
2468         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2469 #endif
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2474  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2475  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2476  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2477  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2478  * conservative, even though it seems large.
2479  *
2480  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2481  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2482  */
2483 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2484
2485 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2486 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2487 {
2488         unsigned long size = 1;
2489
2490         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2491
2492         while (size < pages)
2493                 size <<= 1;
2494
2495         /*
2496          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2497          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2498          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2499          */
2500         size = min(size, 4096UL);
2501
2502         return max(size, 4UL);
2503 }
2504 #else
2505 /*
2506  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2507  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2508  *
2509  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2510  *
2511  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2512  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2513  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2514  *
2515  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2516  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2517  *
2518  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2519  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2520  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2521  */
2522 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2523 {
2524         return 4096UL;
2525 }
2526 #endif
2527
2528 /*
2529  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2530  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2531  * hash function before the remainder is taken.
2532  */
2533 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2534 {
2535         return ffz(~size);
2536 }
2537
2538 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2539
2540 /*
2541  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2542  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2543  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2544  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2545  * blocks as reclaim kicks in
2546  */
2547 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2548 {
2549         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2550         struct page *page;
2551         unsigned long reserve, block_migratetype;
2552
2553         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2554         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2555         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2556         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2557                                                         pageblock_order;
2558
2559         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2560                 if (!pfn_valid(pfn))
2561                         continue;
2562                 page = pfn_to_page(pfn);
2563
2564                 /* Watch out for overlapping nodes */
2565                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
2566                         continue;
2567
2568                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2569                 if (PageReserved(page))
2570                         continue;
2571
2572                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2573
2574                 /* If this block is reserved, account for it */
2575                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2576                         reserve--;
2577                         continue;
2578                 }
2579
2580                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2581                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2582                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2583                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2584                         reserve--;
2585                         continue;
2586                 }
2587
2588                 /*
2589                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2590                  * take it back
2591                  */
2592                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2593                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2594                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2595                 }
2596         }
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2601  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2602  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2603  */
2604 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2605                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2606 {
2607         struct page *page;
2608         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2609         unsigned long pfn;
2610         struct zone *z;
2611
2612         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
2613         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2614                 /*
2615                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2616                  * handed to this function.  They do not
2617                  * exist on hotplugged memory.
2618                  */
2619                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2620                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2621                                 continue;
2622                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2623                                 continue;
2624                 }
2625                 page = pfn_to_page(pfn);
2626                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2627                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
2628                 init_page_count(page);
2629                 reset_page_mapcount(page);
2630                 SetPageReserved(page);
2631                 /*
2632                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2633                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2634                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2635                  * the address space during boot when many long-lived
2636                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2637                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2638                  * setup_zone_migrate_reserve()
2639                  *
2640                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
2641                  * can be created for invalid pages (for alignment)
2642                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
2643                  * pfn out of zone.
2644                  */
2645                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
2646                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
2647                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
2648                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2649
2650                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2651 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2652                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2653                 if (!is_highmem_idx(zone))
2654                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2655 #endif
2656         }
2657 }
2658
2659 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
2660 {
2661         int order, t;
2662         for_each_migratetype_order(order, t) {
2663                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2664                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2665         }
2666 }
2667
2668 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2669 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2670         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2671 #endif
2672
2673 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
2674 {
2675         int batch;
2676
2677         /*
2678          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2679          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2680          *
2681          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2682          */
2683         batch = zone->present_pages / 1024;
2684         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2685                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2686         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2687         if (batch < 1)
2688                 batch = 1;
2689
2690         /*
2691          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2692          * of 2 value was found to be more likely to have
2693          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2694          *
2695          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2696          * batches of pages, one task can end up with a lot
2697          * of pages of one half of the possible page colors
2698          * and the other with pages of the other colors.
2699          */
2700         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2701
2702         return batch;
2703 }
2704
2705 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2706 {
2707         struct per_cpu_pages *pcp;
2708
2709         memset(p, 0, sizeof(*p));
2710
2711         pcp = &p->pcp;
2712         pcp->count = 0;
2713         pcp->high = 6 * batch;
2714         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2715         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2716 }
2717
2718 /*
2719  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2720  * to the value high for the pageset p.
2721  */
2722
2723 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2724                                 unsigned long high)
2725 {
2726         struct per_cpu_pages *pcp;
2727
2728         pcp = &p->pcp;
2729         pcp->high = high;
2730         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2731         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2732                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2733 }
2734
2735
2736 #ifdef CONFIG_NUMA
2737 /*
2738  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2739  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2740  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2741  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2742  * with interrupts disabled.
2743  *
2744  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2745  *
2746  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2747  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2748  * hotplugged processors.
2749  *
2750  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2751  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2752  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2753  */
2754 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2755
2756 /*
2757  * Dynamically allocate memory for the
2758  * per cpu pageset array in struct zone.
2759  */
2760 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2761 {
2762         struct zone *zone, *dzone;
2763         int node = cpu_to_node(cpu);
2764
2765         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2766
2767         for_each_zone(zone) {
2768
2769                 if (!populated_zone(zone))
2770                         continue;
2771
2772                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2773                                          GFP_KERNEL, node);
2774                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2775                         goto bad;
2776
2777                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2778
2779                 if (percpu_pagelist_fraction)
2780                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2781                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2782         }
2783
2784         return 0;
2785 bad:
2786         for_each_zone(dzone) {
2787                 if (!populated_zone(dzone))
2788                         continue;
2789                 if (dzone == zone)
2790                         break;
2791                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2792                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2793         }
2794         return -ENOMEM;
2795 }
2796
2797 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2798 {
2799         struct zone *zone;
2800
2801         for_each_zone(zone) {
2802                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2803
2804                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2805                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2806                         kfree(pset);
2807                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2808         }
2809 }
2810
2811 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2812                 unsigned long action,
2813                 void *hcpu)
2814 {
2815         int cpu = (long)hcpu;
2816         int ret = NOTIFY_OK;
2817
2818         switch (action) {
2819         case CPU_UP_PREPARE:
2820         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2821                 if (process_zones(cpu))
2822                         ret = NOTIFY_BAD;
2823                 break;
2824         case CPU_UP_CANCELED:
2825         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2826         case CPU_DEAD:
2827         case CPU_DEAD_FROZEN:
2828                 free_zone_pagesets(cpu);
2829                 break;
2830         default:
2831                 break;
2832         }
2833         return ret;
2834 }
2835
2836 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2837         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2838
2839 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2840 {
2841         int err;
2842
2843         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2844          * A cpuup callback will do this for every cpu
2845          * as it comes online
2846          */
2847         err = process_zones(smp_processor_id());
2848         BUG_ON(err);
2849         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2850 }
2851
2852 #endif
2853
2854 static noinline __init_refok
2855 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2856 {
2857         int i;
2858         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2859         size_t alloc_size;
2860
2861         /*
2862          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2863          * per zone.
2864          */
2865         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2866                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2867         zone->wait_table_bits =
2868                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2869         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2870                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2871
2872         if (!slab_is_available()) {
2873                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2874                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2875         } else {
2876                 /*
2877                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2878                  * via memory hot-add.
2879                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2880                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2881                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2882                  * node itself as well.
2883                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2884                  * necessary.
2885                  */
2886                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2887         }
2888         if (!zone->wait_table)
2889                 return -ENOMEM;
2890
2891         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2892                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2893
2894         return 0;
2895 }
2896
2897 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2898 {
2899         int cpu;
2900         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2901
2902         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2903 #ifdef CONFIG_NUMA
2904                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2905                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2906                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2907 #else
2908                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2909 #endif
2910         }
2911         if (zone->present_pages)
2912                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2913                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2914 }
2915
2916 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2917                                         unsigned long zone_start_pfn,
2918                                         unsigned long size,
2919                                         enum memmap_context context)
2920 {
2921         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2922         int ret;
2923         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2924         if (ret)
2925                 return ret;
2926         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2927
2928         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2929
2930         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
2931                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
2932                         pgdat->node_id,
2933                         (unsigned long)zone_idx(zone),
2934                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
2935
2936         zone_init_free_lists(zone);
2937
2938         return 0;
2939 }
2940
2941 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2942 /*
2943  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2944  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2945  */
2946 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2947 {
2948         int i;
2949
2950         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2951                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2952                         return i;
2953
2954         return -1;
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2959  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
2960  */
2961 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2962 {
2963         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2964                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2965                         return index;
2966
2967         return -1;
2968 }
2969
2970 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2971 /*
2972  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2973  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2974  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2975  * alternative
2976  */
2977 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2978 {
2979         int i;
2980
2981         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2982                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2983                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2984
2985                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2986                         return early_node_map[i].nid;
2987         }
2988
2989         return 0;
2990 }
2991 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2992
2993 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2994 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2995         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2996                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2997
2998 /**
2999  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3000  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3001  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3002  *
3003  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3004  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3005  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3006  */
3007 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3008                                                 unsigned long max_low_pfn)
3009 {
3010         int i;
3011
3012         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3013                 unsigned long size_pages = 0;
3014                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3015
3016                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3017                         continue;
3018
3019                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3020                         end_pfn = max_low_pfn;
3021
3022                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3023                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3024                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3025                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3026         }
3027 }
3028
3029 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3030 {
3031         int i;
3032         int ret;
3033
3034         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3035                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3036                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3037                 if (ret)
3038                         break;
3039         }
3040 }
3041 /**
3042  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3043  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3044  *
3045  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3046  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3047  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3048  */
3049 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3050 {
3051         int i;
3052
3053         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3054                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3055                                 early_node_map[i].start_pfn,
3056                                 early_node_map[i].end_pfn);
3057 }
3058
3059 /**
3060  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
3061  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
3062  * @start_pfn: The start pfn of the node
3063  * @end_pfn: The end pfn of the node
3064  *
3065  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
3066  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
3067  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
3068  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
3069  * be used later.
3070  */
3071 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3072 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3073                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3074 {
3075         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3076                         "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
3077                         nid, start_pfn, end_pfn);
3078
3079         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
3080         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3081                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
3082
3083         /* Update the boundaries */
3084         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
3085                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
3086         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
3087                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
3088 }
3089
3090 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
3091 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3092                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3093 {
3094         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "zoneboundary",
3095                         "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
3096                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
3097
3098         /* Return if boundary information has not been provided */
3099         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
3100                 return;
3101
3102         /* Check the boundaries and update if necessary */
3103         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
3104                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
3105         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
3106                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
3107 }
3108 #else
3109 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
3110                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
3111
3112 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
3113                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
3114 #endif
3115
3116
3117 /**
3118  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3119  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3120  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3121  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3122  *
3123  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3124  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3125  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3126  * PFNs will be 0.
3127  */
3128 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3129                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3130 {
3131         int i;
3132         *start_pfn = -1UL;
3133         *end_pfn = 0;
3134
3135         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3136                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3137                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3138         }
3139
3140         if (*start_pfn == -1UL)
3141                 *start_pfn = 0;
3142
3143         /* Push the node boundaries out if requested */
3144         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3145 }
3146
3147 /*
3148  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3149  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3150  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3151  */
3152 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3153 {
3154         int zone_index;
3155         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3156                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3157                         continue;
3158
3159                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3160                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3161                         break;
3162         }
3163
3164         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3165         movable_zone = zone_index;
3166 }
3167
3168 /*
3169  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3170  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3171  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3172  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3173  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3174  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3175  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3176  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3177  */
3178 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3179                                         unsigned long zone_type,
3180                                         unsigned long node_start_pfn,
3181                                         unsigned long node_end_pfn,
3182                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3183                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3184 {
3185         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3186         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3187                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3188                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3189                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3190                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3191                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3192
3193                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3194                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3195                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3196                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3197
3198                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3199                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3200                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3201         }
3202 }
3203
3204 /*
3205  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3206  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3207  */
3208 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3209                                         unsigned long zone_type,
3210                                         unsigned long *ignored)
3211 {
3212         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3213         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3214
3215         /* Get the start and end of the node and zone */
3216         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3217         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3218         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3219         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3220                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3221                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3222
3223         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3224         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3225                 return 0;
3226
3227         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3228         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3229         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3230
3231         /* Return the spanned pages */
3232         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3233 }
3234
3235 /*
3236  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3237  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3238  */
3239 static unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3240                                 unsigned long range_start_pfn,
3241                                 unsigned long range_end_pfn)
3242 {
3243         int i = 0;
3244         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3245         unsigned long start_pfn;
3246
3247         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3248         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3249         if (i == -1)
3250                 return 0;
3251
3252         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3253
3254         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3255         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3256                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3257
3258         /* Find all holes for the zone within the node */
3259         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3260
3261                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3262                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3263                         break;
3264
3265                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3266                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3267                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3268
3269                 /* Update the hole size cound and move on */
3270                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3271                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3272                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3273                 }
3274                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3275         }
3276
3277         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3278         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3279                 hole_pages += range_end_pfn -
3280                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3281
3282         return hole_pages;
3283 }
3284
3285 /**
3286  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3287  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3288  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3289  *
3290  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3291  */
3292 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3293                                                         unsigned long end_pfn)
3294 {
3295         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3296 }
3297
3298 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3299 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3300                                         unsigned long zone_type,
3301                                         unsigned long *ignored)
3302 {
3303         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3304         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3305
3306         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3307         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3308                                                         node_start_pfn);
3309         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3310                                                         node_end_pfn);
3311
3312         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3313                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3314                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3315         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3316 }
3317
3318 #else
3319 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3320                                         unsigned long zone_type,
3321                                         unsigned long *zones_size)
3322 {
3323         return zones_size[zone_type];
3324 }
3325
3326 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3327                                                 unsigned long zone_type,
3328                                                 unsigned long *zholes_size)
3329 {
3330         if (!zholes_size)
3331                 return 0;
3332
3333         return zholes_size[zone_type];
3334 }
3335
3336 #endif
3337
3338 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3339                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3340 {
3341         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3342         enum zone_type i;
3343
3344         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3345                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3346                                                                 zones_size);
3347         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3348
3349         realtotalpages = totalpages;
3350         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3351                 realtotalpages -=
3352                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3353                                                                 zholes_size);
3354         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3355         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3356                                                         realtotalpages);
3357 }
3358
3359 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3360 /*
3361  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3362  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3363  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3364  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3365  * bytes.
3366  */
3367 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3368 {
3369         unsigned long usemapsize;
3370
3371         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3372         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3373         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3374         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3375
3376         return usemapsize / 8;
3377 }
3378
3379 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3380                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3381 {
3382         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3383         zone->pageblock_flags = NULL;
3384         if (usemapsize) {
3385                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3386                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3387         }
3388 }
3389 #else
3390 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3391                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3392 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3393
3394 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3395
3396 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
3397 static inline int pageblock_default_order(void)
3398 {
3399         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
3400                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
3401
3402         return MAX_ORDER-1;
3403 }
3404
3405 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3406 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3407 {
3408         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3409         if (pageblock_order)
3410                 return;
3411
3412         /*
3413          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3414          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3415          */
3416         pageblock_order = order;
3417 }
3418 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3419
3420 /*
3421  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
3422  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
3423  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
3424  * pageblock_order based on the kernel config
3425  */
3426 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
3427 {
3428         return MAX_ORDER-1;
3429 }
3430 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3431
3432 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3433
3434 /*
3435  * Set up the zone data structures:
3436  *   - mark all pages reserved
3437  *   - mark all memory queues empty
3438  *   - clear the memory bitmaps
3439  */
3440 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3441                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3442 {
3443         enum zone_type j;
3444         int nid = pgdat->node_id;
3445         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3446         int ret;
3447
3448         pgdat_resize_init(pgdat);
3449         pgdat->nr_zones = 0;
3450         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3451         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3452         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
3453         
3454         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3455                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3456                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3457                 enum lru_list l;
3458
3459                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3460                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3461                                                                 zholes_size);
3462
3463                 /*
3464                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3465                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3466                  * and per-cpu initialisations
3467                  */
3468                 memmap_pages =
3469                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3470                 if (realsize >= memmap_pages) {
3471                         realsize -= memmap_pages;
3472                         printk(KERN_DEBUG
3473                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",