]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/page_alloc.c
oom: change all_unreclaimable zone member to flags
[~shefty/rdma-dev.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/oom.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/stop_machine.h>
41 #include <linux/sort.h>
42 #include <linux/pfn.h>
43 #include <linux/backing-dev.h>
44 #include <linux/fault-inject.h>
45 #include <linux/page-isolation.h>
46
47 #include <asm/tlbflush.h>
48 #include <asm/div64.h>
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * Array of node states.
53  */
54 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
55         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
56         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
57 #ifndef CONFIG_NUMA
58         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
59 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
60         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
61 #endif
62         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
63 #endif  /* NUMA */
64 };
65 EXPORT_SYMBOL(node_states);
66
67 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
68 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
69 long nr_swap_pages;
70 int percpu_pagelist_fraction;
71
72 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
73 int pageblock_order __read_mostly;
74 #endif
75
76 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
77
78 /*
79  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
80  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
81  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
82  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
83  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
84  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
85  *
86  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
87  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
88  */
89 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          256,
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          256,
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97          32,
98 #endif
99          32,
100 };
101
102 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
103
104 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
105 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
106          "DMA",
107 #endif
108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
109          "DMA32",
110 #endif
111          "Normal",
112 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
113          "HighMem",
114 #endif
115          "Movable",
116 };
117
118 int min_free_kbytes = 1024;
119
120 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
121 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
122 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
123
124 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
125   /*
126    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
127    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
128    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
129    * so the number of times add_active_range() can be called is
130    * related to the number of nodes and the number of holes
131    */
132   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
133     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
134     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
135   #else
136     #if MAX_NUMNODES >= 32
137       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
138       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
139     #else
140       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
141       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
142     #endif
143   #endif
144
145   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
146   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
147   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
148   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
149 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
150   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
151   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
152 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
153   unsigned long __initdata required_kernelcore;
154   static unsigned long __initdata required_movablecore;
155   unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
156
157   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
158   int movable_zone;
159   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
160 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
161
162 #if MAX_NUMNODES > 1
163 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
164 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
165 #endif
166
167 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
168
169 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
170 {
171         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
172                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
173 }
174
175 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
176 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
177 {
178         int ret = 0;
179         unsigned seq;
180         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
181
182         do {
183                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
184                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
185                         ret = 1;
186                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
187                         ret = 1;
188         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
189
190         return ret;
191 }
192
193 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
194 {
195         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
196                 return 0;
197         if (zone != page_zone(page))
198                 return 0;
199
200         return 1;
201 }
202 /*
203  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
204  */
205 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
206 {
207         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
208                 return 1;
209         if (!page_is_consistent(zone, page))
210                 return 1;
211
212         return 0;
213 }
214 #else
215 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
216 {
217         return 0;
218 }
219 #endif
220
221 static void bad_page(struct page *page)
222 {
223         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
224                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
225                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
226                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
227                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
228                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
229                 page_mapcount(page), page_count(page));
230         dump_stack();
231         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
232                         1 << PG_private |
233                         1 << PG_locked  |
234                         1 << PG_active  |
235                         1 << PG_dirty   |
236                         1 << PG_reclaim |
237                         1 << PG_slab    |
238                         1 << PG_swapcache |
239                         1 << PG_writeback |
240                         1 << PG_buddy );
241         set_page_count(page, 0);
242         reset_page_mapcount(page);
243         page->mapping = NULL;
244         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
245 }
246
247 /*
248  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
249  *
250  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
251  *
252  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
253  *
254  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
255  * the head page (even the head page has this).
256  *
257  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
258  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
259  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
260  */
261
262 static void free_compound_page(struct page *page)
263 {
264         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
265 }
266
267 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
268 {
269         int i;
270         int nr_pages = 1 << order;
271
272         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
273         set_compound_order(page, order);
274         __SetPageHead(page);
275         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
276                 struct page *p = page + i;
277
278                 __SetPageTail(p);
279                 p->first_page = page;
280         }
281 }
282
283 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
284 {
285         int i;
286         int nr_pages = 1 << order;
287
288         if (unlikely(compound_order(page) != order))
289                 bad_page(page);
290
291         if (unlikely(!PageHead(page)))
292                         bad_page(page);
293         __ClearPageHead(page);
294         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
295                 struct page *p = page + i;
296
297                 if (unlikely(!PageTail(p) |
298                                 (p->first_page != page)))
299                         bad_page(page);
300                 __ClearPageTail(p);
301         }
302 }
303
304 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
305 {
306         int i;
307
308         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
309         /*
310          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
311          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
312          */
313         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
314         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
315                 clear_highpage(page + i);
316 }
317
318 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
319 {
320         set_page_private(page, order);
321         __SetPageBuddy(page);
322 }
323
324 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
325 {
326         __ClearPageBuddy(page);
327         set_page_private(page, 0);
328 }
329
330 /*
331  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
332  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
333  *
334  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
335  * the following equation:
336  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
337  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
338  * 1 buddy is #10:
339  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
340  *
341  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
342  * satisfies the following equation:
343  *     P = B & ~(1 << O)
344  *
345  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
346  */
347 static inline struct page *
348 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
349 {
350         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
351
352         return page + (buddy_idx - page_idx);
353 }
354
355 static inline unsigned long
356 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
357 {
358         return (page_idx & ~(1 << order));
359 }
360
361 /*
362  * This function checks whether a page is free && is the buddy
363  * we can do coalesce a page and its buddy if
364  * (a) the buddy is not in a hole &&
365  * (b) the buddy is in the buddy system &&
366  * (c) a page and its buddy have the same order &&
367  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
368  *
369  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
370  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
371  *
372  * For recording page's order, we use page_private(page).
373  */
374 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
375                                                                 int order)
376 {
377         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
378                 return 0;
379
380         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
381                 return 0;
382
383         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
384                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
385                 return 1;
386         }
387         return 0;
388 }
389
390 /*
391  * Freeing function for a buddy system allocator.
392  *
393  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
394  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
395  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
396  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
397  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
398  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
399  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
400  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
401  * parts of the VM system.
402  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
403  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
404  * order is recorded in page_private(page) field.
405  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
406  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
407  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
408  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
409  * triggers coalescing into a block of larger size.            
410  *
411  * -- wli
412  */
413
414 static inline void __free_one_page(struct page *page,
415                 struct zone *zone, unsigned int order)
416 {
417         unsigned long page_idx;
418         int order_size = 1 << order;
419         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
420
421         if (unlikely(PageCompound(page)))
422                 destroy_compound_page(page, order);
423
424         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
425
426         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
427         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
428
429         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
430         while (order < MAX_ORDER-1) {
431                 unsigned long combined_idx;
432                 struct page *buddy;
433
434                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
435                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
436                         break;          /* Move the buddy up one level. */
437
438                 list_del(&buddy->lru);
439                 zone->free_area[order].nr_free--;
440                 rmv_page_order(buddy);
441                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
442                 page = page + (combined_idx - page_idx);
443                 page_idx = combined_idx;
444                 order++;
445         }
446         set_page_order(page, order);
447         list_add(&page->lru,
448                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
449         zone->free_area[order].nr_free++;
450 }
451
452 static inline int free_pages_check(struct page *page)
453 {
454         if (unlikely(page_mapcount(page) |
455                 (page->mapping != NULL)  |
456                 (page_count(page) != 0)  |
457                 (page->flags & (
458                         1 << PG_lru     |
459                         1 << PG_private |
460                         1 << PG_locked  |
461                         1 << PG_active  |
462                         1 << PG_slab    |
463                         1 << PG_swapcache |
464                         1 << PG_writeback |
465                         1 << PG_reserved |
466                         1 << PG_buddy ))))
467                 bad_page(page);
468         if (PageDirty(page))
469                 __ClearPageDirty(page);
470         /*
471          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
472          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
473          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
474          */
475         return PageReserved(page);
476 }
477
478 /*
479  * Frees a list of pages. 
480  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
481  * count is the number of pages to free.
482  *
483  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
484  * see if this freeing clears that state.
485  *
486  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
487  * pinned" detection logic.
488  */
489 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
490                                         struct list_head *list, int order)
491 {
492         spin_lock(&zone->lock);
493         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
494         zone->pages_scanned = 0;
495         while (count--) {
496                 struct page *page;
497
498                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
499                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
500                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
501                 list_del(&page->lru);
502                 __free_one_page(page, zone, order);
503         }
504         spin_unlock(&zone->lock);
505 }
506
507 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
508 {
509         spin_lock(&zone->lock);
510         zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);
511         zone->pages_scanned = 0;
512         __free_one_page(page, zone, order);
513         spin_unlock(&zone->lock);
514 }
515
516 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
517 {
518         unsigned long flags;
519         int i;
520         int reserved = 0;
521
522         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
523                 reserved += free_pages_check(page + i);
524         if (reserved)
525                 return;
526
527         if (!PageHighMem(page))
528                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
529         arch_free_page(page, order);
530         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
531
532         local_irq_save(flags);
533         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
534         free_one_page(page_zone(page), page, order);
535         local_irq_restore(flags);
536 }
537
538 /*
539  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
540  */
541 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
542 {
543         if (order == 0) {
544                 __ClearPageReserved(page);
545                 set_page_count(page, 0);
546                 set_page_refcounted(page);
547                 __free_page(page);
548         } else {
549                 int loop;
550
551                 prefetchw(page);
552                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
553                         struct page *p = &page[loop];
554
555                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
556                                 prefetchw(p + 1);
557                         __ClearPageReserved(p);
558                         set_page_count(p, 0);
559                 }
560
561                 set_page_refcounted(page);
562                 __free_pages(page, order);
563         }
564 }
565
566
567 /*
568  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
569  * Please do not alter this order without good reasons and regression
570  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
571  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
572  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
573  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
574  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
575  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
576  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
577  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
578  *
579  * -- wli
580  */
581 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
582         int low, int high, struct free_area *area,
583         int migratetype)
584 {
585         unsigned long size = 1 << high;
586
587         while (high > low) {
588                 area--;
589                 high--;
590                 size >>= 1;
591                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
592                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
593                 area->nr_free++;
594                 set_page_order(&page[size], high);
595         }
596 }
597
598 /*
599  * This page is about to be returned from the page allocator
600  */
601 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
602 {
603         if (unlikely(page_mapcount(page) |
604                 (page->mapping != NULL)  |
605                 (page_count(page) != 0)  |
606                 (page->flags & (
607                         1 << PG_lru     |
608                         1 << PG_private |
609                         1 << PG_locked  |
610                         1 << PG_active  |
611                         1 << PG_dirty   |
612                         1 << PG_slab    |
613                         1 << PG_swapcache |
614                         1 << PG_writeback |
615                         1 << PG_reserved |
616                         1 << PG_buddy ))))
617                 bad_page(page);
618
619         /*
620          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
621          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
622          */
623         if (PageReserved(page))
624                 return 1;
625
626         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error | 1 << PG_readahead |
627                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
628                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
629         set_page_private(page, 0);
630         set_page_refcounted(page);
631
632         arch_alloc_page(page, order);
633         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
634
635         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
636                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
637
638         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
639                 prep_compound_page(page, order);
640
641         return 0;
642 }
643
644 /*
645  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
646  * the smallest available page from the freelists
647  */
648 static struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
649                                                 int migratetype)
650 {
651         unsigned int current_order;
652         struct free_area * area;
653         struct page *page;
654
655         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
656         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
657                 area = &(zone->free_area[current_order]);
658                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
659                         continue;
660
661                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
662                                                         struct page, lru);
663                 list_del(&page->lru);
664                 rmv_page_order(page);
665                 area->nr_free--;
666                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
667                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
668                 return page;
669         }
670
671         return NULL;
672 }
673
674
675 /*
676  * This array describes the order lists are fallen back to when
677  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
678  */
679 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
680         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
681         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
682         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
683         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
684 };
685
686 /*
687  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
688  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
689  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
690  */
691 int move_freepages(struct zone *zone,
692                         struct page *start_page, struct page *end_page,
693                         int migratetype)
694 {
695         struct page *page;
696         unsigned long order;
697         int pages_moved = 0;
698
699 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
700         /*
701          * page_zone is not safe to call in this context when
702          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
703          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
704          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
705          * grouping pages by mobility
706          */
707         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
708 #endif
709
710         for (page = start_page; page <= end_page;) {
711                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
712                         page++;
713                         continue;
714                 }
715
716                 if (!PageBuddy(page)) {
717                         page++;
718                         continue;
719                 }
720
721                 order = page_order(page);
722                 list_del(&page->lru);
723                 list_add(&page->lru,
724                         &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
725                 page += 1 << order;
726                 pages_moved += 1 << order;
727         }
728
729         return pages_moved;
730 }
731
732 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page, int migratetype)
733 {
734         unsigned long start_pfn, end_pfn;
735         struct page *start_page, *end_page;
736
737         start_pfn = page_to_pfn(page);
738         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
739         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
740         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
741         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
742
743         /* Do not cross zone boundaries */
744         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
745                 start_page = page;
746         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
747                 return 0;
748
749         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
750 }
751
752 /* Return the page with the lowest PFN in the list */
753 static struct page *min_page(struct list_head *list)
754 {
755         unsigned long min_pfn = -1UL;
756         struct page *min_page = NULL, *page;;
757
758         list_for_each_entry(page, list, lru) {
759                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
760                 if (pfn < min_pfn) {
761                         min_pfn = pfn;
762                         min_page = page;
763                 }
764         }
765
766         return min_page;
767 }
768
769 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
770 static struct page *__rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order,
771                                                 int start_migratetype)
772 {
773         struct free_area * area;
774         int current_order;
775         struct page *page;
776         int migratetype, i;
777
778         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
779         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
780                                                 --current_order) {
781                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
782                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
783
784                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
785                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
786                                 continue;
787
788                         area = &(zone->free_area[current_order]);
789                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
790                                 continue;
791
792                         /* Bias kernel allocations towards low pfns */
793                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
794                                         struct page, lru);
795                         if (unlikely(start_migratetype != MIGRATE_MOVABLE))
796                                 page = min_page(&area->free_list[migratetype]);
797                         area->nr_free--;
798
799                         /*
800                          * If breaking a large block of pages, move all free
801                          * pages to the preferred allocation list. If falling
802                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
803                          * agressive about taking ownership of free pages
804                          */
805                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
806                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE) {
807                                 unsigned long pages;
808                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
809                                                                 start_migratetype);
810
811                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
812                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)))
813                                         set_pageblock_migratetype(page,
814                                                                 start_migratetype);
815
816                                 migratetype = start_migratetype;
817                         }
818
819                         /* Remove the page from the freelists */
820                         list_del(&page->lru);
821                         rmv_page_order(page);
822                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
823                                                         -(1UL << order));
824
825                         if (current_order == pageblock_order)
826                                 set_pageblock_migratetype(page,
827                                                         start_migratetype);
828
829                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
830                         return page;
831                 }
832         }
833
834         /* Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation */
835         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_RESERVE);
836 }
837
838 /*
839  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
840  * Call me with the zone->lock already held.
841  */
842 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
843                                                 int migratetype)
844 {
845         struct page *page;
846
847         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
848
849         if (unlikely(!page))
850                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
851
852         return page;
853 }
854
855 /* 
856  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
857  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
858  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
859  */
860 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
861                         unsigned long count, struct list_head *list,
862                         int migratetype)
863 {
864         int i;
865         
866         spin_lock(&zone->lock);
867         for (i = 0; i < count; ++i) {
868                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
869                 if (unlikely(page == NULL))
870                         break;
871                 list_add(&page->lru, list);
872                 set_page_private(page, migratetype);
873         }
874         spin_unlock(&zone->lock);
875         return i;
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_NUMA
879 /*
880  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
881  * currently executing processor on remote nodes after they have
882  * expired.
883  *
884  * Note that this function must be called with the thread pinned to
885  * a single processor.
886  */
887 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
888 {
889         unsigned long flags;
890         int to_drain;
891
892         local_irq_save(flags);
893         if (pcp->count >= pcp->batch)
894                 to_drain = pcp->batch;
895         else
896                 to_drain = pcp->count;
897         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
898         pcp->count -= to_drain;
899         local_irq_restore(flags);
900 }
901 #endif
902
903 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
904 {
905         unsigned long flags;
906         struct zone *zone;
907         int i;
908
909         for_each_zone(zone) {
910                 struct per_cpu_pageset *pset;
911
912                 if (!populated_zone(zone))
913                         continue;
914
915                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
916                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
917                         struct per_cpu_pages *pcp;
918
919                         pcp = &pset->pcp[i];
920                         local_irq_save(flags);
921                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
922                         pcp->count = 0;
923                         local_irq_restore(flags);
924                 }
925         }
926 }
927
928 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
929
930 void mark_free_pages(struct zone *zone)
931 {
932         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
933         unsigned long flags;
934         int order, t;
935         struct list_head *curr;
936
937         if (!zone->spanned_pages)
938                 return;
939
940         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
941
942         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
943         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
944                 if (pfn_valid(pfn)) {
945                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
946
947                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
948                                 swsusp_unset_page_free(page);
949                 }
950
951         for_each_migratetype_order(order, t) {
952                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
953                         unsigned long i;
954
955                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
956                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
957                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
958                 }
959         }
960         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
961 }
962 #endif /* CONFIG_PM */
963
964 /*
965  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
966  */
967 void drain_local_pages(void)
968 {
969         unsigned long flags;
970
971         local_irq_save(flags);  
972         __drain_pages(smp_processor_id());
973         local_irq_restore(flags);       
974 }
975
976 void smp_drain_local_pages(void *arg)
977 {
978         drain_local_pages();
979 }
980
981 /*
982  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
983  */
984 void drain_all_local_pages(void)
985 {
986         unsigned long flags;
987
988         local_irq_save(flags);
989         __drain_pages(smp_processor_id());
990         local_irq_restore(flags);
991
992         smp_call_function(smp_drain_local_pages, NULL, 0, 1);
993 }
994
995 /*
996  * Free a 0-order page
997  */
998 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
999 {
1000         struct zone *zone = page_zone(page);
1001         struct per_cpu_pages *pcp;
1002         unsigned long flags;
1003
1004         if (PageAnon(page))
1005                 page->mapping = NULL;
1006         if (free_pages_check(page))
1007                 return;
1008
1009         if (!PageHighMem(page))
1010                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
1011         arch_free_page(page, 0);
1012         kernel_map_pages(page, 1, 0);
1013
1014         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
1015         local_irq_save(flags);
1016         __count_vm_event(PGFREE);
1017         list_add(&page->lru, &pcp->list);
1018         set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));
1019         pcp->count++;
1020         if (pcp->count >= pcp->high) {
1021                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
1022                 pcp->count -= pcp->batch;
1023         }
1024         local_irq_restore(flags);
1025         put_cpu();
1026 }
1027
1028 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
1029 {
1030         free_hot_cold_page(page, 0);
1031 }
1032         
1033 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
1034 {
1035         free_hot_cold_page(page, 1);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1040  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1041  * Each sub-page must be freed individually.
1042  *
1043  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1044  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1045  */
1046 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1047 {
1048         int i;
1049
1050         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1051         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1052         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1053                 set_page_refcounted(page + i);
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1058  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1059  * or two.
1060  */
1061 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
1062                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
1063 {
1064         unsigned long flags;
1065         struct page *page;
1066         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1067         int cpu;
1068         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_flags);
1069
1070 again:
1071         cpu  = get_cpu();
1072         if (likely(order == 0)) {
1073                 struct per_cpu_pages *pcp;
1074
1075                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
1076                 local_irq_save(flags);
1077                 if (!pcp->count) {
1078                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
1079                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1080                         if (unlikely(!pcp->count))
1081                                 goto failed;
1082                 }
1083
1084                 /* Find a page of the appropriate migrate type */
1085                 list_for_each_entry(page, &pcp->list, lru)
1086                         if (page_private(page) == migratetype)
1087                                 break;
1088
1089                 /* Allocate more to the pcp list if necessary */
1090                 if (unlikely(&page->lru == &pcp->list)) {
1091                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1092                                         pcp->batch, &pcp->list, migratetype);
1093                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
1094                 }
1095
1096                 list_del(&page->lru);
1097                 pcp->count--;
1098         } else {
1099                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1100                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1101                 spin_unlock(&zone->lock);
1102                 if (!page)
1103                         goto failed;
1104         }
1105
1106         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1107         zone_statistics(zonelist, zone);
1108         local_irq_restore(flags);
1109         put_cpu();
1110
1111         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1112         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1113                 goto again;
1114         return page;
1115
1116 failed:
1117         local_irq_restore(flags);
1118         put_cpu();
1119         return NULL;
1120 }
1121
1122 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
1123 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
1124 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
1125 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
1126 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1127 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1128 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1129
1130 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1131
1132 static struct fail_page_alloc_attr {
1133         struct fault_attr attr;
1134
1135         u32 ignore_gfp_highmem;
1136         u32 ignore_gfp_wait;
1137         u32 min_order;
1138
1139 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1140
1141         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1142         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1143         struct dentry *min_order_file;
1144
1145 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1146
1147 } fail_page_alloc = {
1148         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1149         .ignore_gfp_wait = 1,
1150         .ignore_gfp_highmem = 1,
1151         .min_order = 1,
1152 };
1153
1154 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1155 {
1156         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1157 }
1158 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1159
1160 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1161 {
1162         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1163                 return 0;
1164         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1165                 return 0;
1166         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1167                 return 0;
1168         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1169                 return 0;
1170
1171         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1172 }
1173
1174 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1175
1176 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1177 {
1178         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1179         struct dentry *dir;
1180         int err;
1181
1182         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1183                                        "fail_page_alloc");
1184         if (err)
1185                 return err;
1186         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1187
1188         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1189                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1190                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1191
1192         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1193                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1194                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1195         fail_page_alloc.min_order_file =
1196                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1197                                    &fail_page_alloc.min_order);
1198
1199         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1200             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1201             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1202                 err = -ENOMEM;
1203                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1204                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1205                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1206                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1207         }
1208
1209         return err;
1210 }
1211
1212 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1213
1214 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1215
1216 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1217
1218 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1219 {
1220         return 0;
1221 }
1222
1223 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1224
1225 /*
1226  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1227  * of the allocation.
1228  */
1229 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1230                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1231 {
1232         /* free_pages my go negative - that's OK */
1233         long min = mark;
1234         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1235         int o;
1236
1237         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1238                 min -= min / 2;
1239         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1240                 min -= min / 4;
1241
1242         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1243                 return 0;
1244         for (o = 0; o < order; o++) {
1245                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1246                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1247
1248                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1249                 min >>= 1;
1250
1251                 if (free_pages <= min)
1252                         return 0;
1253         }
1254         return 1;
1255 }
1256
1257 #ifdef CONFIG_NUMA
1258 /*
1259  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1260  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1261  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1262  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1263  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1264  *
1265  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1266  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1267  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1268  *
1269  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1270  * nothing and returns NULL.
1271  *
1272  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1273  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1274  *
1275  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1276  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1277  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1278  * quickly as we can.
1279  */
1280 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1281 {
1282         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1283         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1284
1285         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1286         if (!zlc)
1287                 return NULL;
1288
1289         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1290                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1291                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1292         }
1293
1294         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1295                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1296                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1297         return allowednodes;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1302  * if it is worth looking at further for free memory:
1303  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1304  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1305  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1306  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1307  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1308  * else return false (zero) if it is not.
1309  *
1310  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1311  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1312  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1313  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1314  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1315  * into the second scan of the zonelist.
1316  *
1317  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1318  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1319  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1320  * unturned looking for a free page.
1321  */
1322 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1323                                                 nodemask_t *allowednodes)
1324 {
1325         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1326         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1327         int n;                          /* node that zone *z is on */
1328
1329         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1330         if (!zlc)
1331                 return 1;
1332
1333         i = z - zonelist->zones;
1334         n = zlc->z_to_n[i];
1335
1336         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1337         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1342  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1343  * from that zone don't waste time re-examining it.
1344  */
1345 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1346 {
1347         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1348         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1349
1350         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1351         if (!zlc)
1352                 return;
1353
1354         i = z - zonelist->zones;
1355
1356         set_bit(i, zlc->fullzones);
1357 }
1358
1359 #else   /* CONFIG_NUMA */
1360
1361 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1362 {
1363         return NULL;
1364 }
1365
1366 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1367                                 nodemask_t *allowednodes)
1368 {
1369         return 1;
1370 }
1371
1372 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1373 {
1374 }
1375 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1376
1377 /*
1378  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1379  * a page.
1380  */
1381 static struct page *
1382 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1383                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1384 {
1385         struct zone **z;
1386         struct page *page = NULL;
1387         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1388         struct zone *zone;
1389         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1390         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1391         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1392         enum zone_type highest_zoneidx = -1; /* Gets set for policy zonelists */
1393
1394 zonelist_scan:
1395         /*
1396          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1397          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1398          */
1399         z = zonelist->zones;
1400
1401         do {
1402                 /*
1403                  * In NUMA, this could be a policy zonelist which contains
1404                  * zones that may not be allowed by the current gfp_mask.
1405                  * Check the zone is allowed by the current flags
1406                  */
1407                 if (unlikely(alloc_should_filter_zonelist(zonelist))) {
1408                         if (highest_zoneidx == -1)
1409                                 highest_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
1410                         if (zone_idx(*z) > highest_zoneidx)
1411                                 continue;
1412                 }
1413
1414                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1415                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1416                                 continue;
1417                 zone = *z;
1418                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1419                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1420                                 goto try_next_zone;
1421
1422                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1423                         unsigned long mark;
1424                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1425                                 mark = zone->pages_min;
1426                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1427                                 mark = zone->pages_low;
1428                         else
1429                                 mark = zone->pages_high;
1430                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1431                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1432                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1433                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1434                                         goto this_zone_full;
1435                         }
1436                 }
1437
1438                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1439                 if (page)
1440                         break;
1441 this_zone_full:
1442                 if (NUMA_BUILD)
1443                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1444 try_next_zone:
1445                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1446                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1447                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1448                         zlc_active = 1;
1449                         did_zlc_setup = 1;
1450                 }
1451         } while (*(++z) != NULL);
1452
1453         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1454                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1455                 zlc_active = 0;
1456                 goto zonelist_scan;
1457         }
1458         return page;
1459 }
1460
1461 /*
1462  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1463  */
1464 struct page * fastcall
1465 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1466                 struct zonelist *zonelist)
1467 {
1468         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1469         struct zone **z;
1470         struct page *page;
1471         struct reclaim_state reclaim_state;
1472         struct task_struct *p = current;
1473         int do_retry;
1474         int alloc_flags;
1475         int did_some_progress;
1476
1477         might_sleep_if(wait);
1478
1479         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1480                 return NULL;
1481
1482 restart:
1483         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1484
1485         if (unlikely(*z == NULL)) {
1486                 /*
1487                  * Happens if we have an empty zonelist as a result of
1488                  * GFP_THISNODE being used on a memoryless node
1489                  */
1490                 return NULL;
1491         }
1492
1493         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1494                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1495         if (page)
1496                 goto got_pg;
1497
1498         /*
1499          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1500          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1501          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1502          * using a larger set of nodes after it has established that the
1503          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1504          * over allocated.
1505          */
1506         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1507                 goto nopage;
1508
1509         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1510                 wakeup_kswapd(*z, order);
1511
1512         /*
1513          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1514          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1515          * to how we want to proceed.
1516          *
1517          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1518          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1519          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1520          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1521          */
1522         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1523         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1524                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1525         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1526                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1527         if (wait)
1528                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1529
1530         /*
1531          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1532          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1533          *
1534          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1535          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1536          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1537          */
1538         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1539         if (page)
1540                 goto got_pg;
1541
1542         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1543
1544 rebalance:
1545         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1546                         && !in_interrupt()) {
1547                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1548 nofail_alloc:
1549                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1550                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1551                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1552                         if (page)
1553                                 goto got_pg;
1554                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1555                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1556                                 goto nofail_alloc;
1557                         }
1558                 }
1559                 goto nopage;
1560         }
1561
1562         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1563         if (!wait)
1564                 goto nopage;
1565
1566         cond_resched();
1567
1568         /* We now go into synchronous reclaim */
1569         cpuset_memory_pressure_bump();
1570         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1571         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1572         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1573
1574         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, order, gfp_mask);
1575
1576         p->reclaim_state = NULL;
1577         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1578
1579         cond_resched();
1580
1581         if (order != 0)
1582                 drain_all_local_pages();
1583
1584         if (likely(did_some_progress)) {
1585                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1586                                                 zonelist, alloc_flags);
1587                 if (page)
1588                         goto got_pg;
1589         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1590                 /*
1591                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1592                  * very high watermark here, this is only to catch
1593                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1594                  * under heavy pressure.
1595                  */
1596                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1597                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1598                 if (page)
1599                         goto got_pg;
1600
1601                 /* The OOM killer will not help higher order allocs so fail */
1602                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1603                         goto nopage;
1604
1605                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1606                 goto restart;
1607         }
1608
1609         /*
1610          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1611          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1612          *
1613          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1614          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1615          */
1616         do_retry = 0;
1617         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1618                 if ((order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
1619                                                 (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1620                         do_retry = 1;
1621                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1622                         do_retry = 1;
1623         }
1624         if (do_retry) {
1625                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1626                 goto rebalance;
1627         }
1628
1629 nopage:
1630         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1631                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1632                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1633                         p->comm, order, gfp_mask);
1634                 dump_stack();
1635                 show_mem();
1636         }
1637 got_pg:
1638         return page;
1639 }
1640
1641 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1642
1643 /*
1644  * Common helper functions.
1645  */
1646 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1647 {
1648         struct page * page;
1649         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1650         if (!page)
1651                 return 0;
1652         return (unsigned long) page_address(page);
1653 }
1654
1655 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1656
1657 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1658 {
1659         struct page * page;
1660
1661         /*
1662          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1663          * a highmem page
1664          */
1665         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1666
1667         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1668         if (page)
1669                 return (unsigned long) page_address(page);
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1674
1675 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1676 {
1677         int i = pagevec_count(pvec);
1678
1679         while (--i >= 0)
1680                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1681 }
1682
1683 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1684 {
1685         if (put_page_testzero(page)) {
1686                 if (order == 0)
1687                         free_hot_page(page);
1688                 else
1689                         __free_pages_ok(page, order);
1690         }
1691 }
1692
1693 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1694
1695 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1696 {
1697         if (addr != 0) {
1698                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1699                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1700         }
1701 }
1702
1703 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1704
1705 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1706 {
1707         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1708         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1709         unsigned int sum = 0;
1710
1711         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1712         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1713         struct zone *zone;
1714
1715         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1716                 unsigned long size = zone->present_pages;
1717                 unsigned long high = zone->pages_high;
1718                 if (size > high)
1719                         sum += size - high;
1720         }
1721
1722         return sum;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1727  */
1728 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1729 {
1730         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1731 }
1732 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
1733
1734 /*
1735  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1736  */
1737 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1738 {
1739         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
1740 }
1741
1742 static inline void show_node(struct zone *zone)
1743 {
1744         if (NUMA_BUILD)
1745                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1746 }
1747
1748 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1749 {
1750         val->totalram = totalram_pages;
1751         val->sharedram = 0;
1752         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1753         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1754         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1755         val->freehigh = nr_free_highpages();
1756         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1757 }
1758
1759 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1760
1761 #ifdef CONFIG_NUMA
1762 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1763 {
1764         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1765
1766         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1767         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1768 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1769         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1770         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1771                         NR_FREE_PAGES);
1772 #else
1773         val->totalhigh = 0;
1774         val->freehigh = 0;
1775 #endif
1776         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1777 }
1778 #endif
1779
1780 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1781
1782 /*
1783  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1784  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1785  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1786  */
1787 void show_free_areas(void)
1788 {
1789         int cpu;
1790         struct zone *zone;
1791
1792         for_each_zone(zone) {
1793                 if (!populated_zone(zone))
1794                         continue;
1795
1796                 show_node(zone);
1797                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1798
1799                 for_each_online_cpu(cpu) {
1800                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1801
1802                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1803
1804                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1805                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1806                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1807                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1808                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1809                                pageset->pcp[1].count);
1810                 }
1811         }
1812
1813         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1814                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1815                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1816                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1817                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1818                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1819                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1820                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1821                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1822                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1823                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1824                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1825                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1826
1827         for_each_zone(zone) {
1828                 int i;
1829
1830                 if (!populated_zone(zone))
1831                         continue;
1832
1833                 show_node(zone);
1834                 printk("%s"
1835                         " free:%lukB"
1836                         " min:%lukB"
1837                         " low:%lukB"
1838                         " high:%lukB"
1839                         " active:%lukB"
1840                         " inactive:%lukB"
1841                         " present:%lukB"
1842                         " pages_scanned:%lu"
1843                         " all_unreclaimable? %s"
1844                         "\n",
1845                         zone->name,
1846                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1847                         K(zone->pages_min),
1848                         K(zone->pages_low),
1849                         K(zone->pages_high),
1850                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1851                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1852                         K(zone->present_pages),
1853                         zone->pages_scanned,
1854                         (zone_is_all_unreclaimable(zone) ? "yes" : "no")
1855                         );
1856                 printk("lowmem_reserve[]:");
1857                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1858                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1859                 printk("\n");
1860         }
1861
1862         for_each_zone(zone) {
1863                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1864
1865                 if (!populated_zone(zone))
1866                         continue;
1867
1868                 show_node(zone);
1869                 printk("%s: ", zone->name);
1870
1871                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1872                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1873                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1874                         total += nr[order] << order;
1875                 }
1876                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1877                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1878                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1879                 printk("= %lukB\n", K(total));
1880         }
1881
1882         show_swap_cache_info();
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Builds allocation fallback zone lists.
1887  *
1888  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1889  */
1890 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1891                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1892 {
1893         struct zone *zone;
1894
1895         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1896         zone_type++;
1897
1898         do {
1899                 zone_type--;
1900                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1901                 if (populated_zone(zone)) {
1902                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1903                         check_highest_zone(zone_type);
1904                 }
1905
1906         } while (zone_type);
1907         return nr_zones;
1908 }
1909
1910
1911 /*
1912  *  zonelist_order:
1913  *  0 = automatic detection of better ordering.
1914  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1915  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1916  *
1917  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1918  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1919  */
1920 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1921 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1922 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1923
1924 /* zonelist order in the kernel.
1925  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1926  */
1927 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1928 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1929
1930
1931 #ifdef CONFIG_NUMA
1932 /* The value user specified ....changed by config */
1933 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1934 /* string for sysctl */
1935 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1936 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1937
1938 /*
1939  * interface for configure zonelist ordering.
1940  * command line option "numa_zonelist_order"
1941  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1942  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1943  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1944  */
1945
1946 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1947 {
1948         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1949                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1950         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1951                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1952         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1953                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1954         } else {
1955                 printk(KERN_WARNING
1956                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1957                         "%s\n", s);
1958                 return -EINVAL;
1959         }
1960         return 0;
1961 }
1962
1963 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1964 {
1965         if (s)
1966                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1967         return 0;
1968 }
1969 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1970
1971 /*
1972  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1973  */
1974 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1975                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1976                 loff_t *ppos)
1977 {
1978         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1979         int ret;
1980
1981         if (write)
1982                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1983                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1984         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1985         if (ret)
1986                 return ret;
1987         if (write) {
1988                 int oldval = user_zonelist_order;
1989                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1990                         /*
1991                          * bogus value.  restore saved string
1992                          */
1993                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1994                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1995                         user_zonelist_order = oldval;
1996                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1997                         build_all_zonelists();
1998         }
1999         return 0;
2000 }
2001
2002
2003 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
2004 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2005
2006 /**
2007  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2008  * @node: node whose fallback list we're appending
2009  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2010  *
2011  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2012  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2013  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2014  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2015  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2016  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2017  * on them otherwise.
2018  * It returns -1 if no node is found.
2019  */
2020 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2021 {
2022         int n, val;
2023         int min_val = INT_MAX;
2024         int best_node = -1;
2025
2026         /* Use the local node if we haven't already */
2027         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2028                 node_set(node, *used_node_mask);
2029                 return node;
2030         }
2031
2032         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2033                 cpumask_t tmp;
2034
2035                 /* Don't want a node to appear more than once */
2036                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2037                         continue;
2038
2039                 /* Use the distance array to find the distance */
2040                 val = node_distance(node, n);
2041
2042                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2043                 val += (n < node);
2044
2045                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2046                 tmp = node_to_cpumask(n);
2047                 if (!cpus_empty(tmp))
2048                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2049
2050                 /* Slight preference for less loaded node */
2051                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2052                 val += node_load[n];
2053
2054                 if (val < min_val) {
2055                         min_val = val;
2056                         best_node = n;
2057                 }
2058         }
2059
2060         if (best_node >= 0)
2061                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2062
2063         return best_node;
2064 }
2065
2066
2067 /*
2068  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2069  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2070  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2071  */
2072 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2073 {
2074         enum zone_type i;
2075         int j;
2076         struct zonelist *zonelist;
2077
2078         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2079                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2080                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
2081                         ;
2082                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2083                 zonelist->zones[j] = NULL;
2084         }
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Build gfp_thisnode zonelists
2089  */
2090 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2091 {
2092         enum zone_type i;
2093         int j;
2094         struct zonelist *zonelist;
2095
2096         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2097                 zonelist = pgdat->node_zonelists + MAX_NR_ZONES + i;
2098                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2099                 zonelist->zones[j] = NULL;
2100         }
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2105  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2106  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2107  * may still exist in local DMA zone.
2108  */
2109 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2110
2111 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2112 {
2113         enum zone_type i;
2114         int pos, j, node;
2115         int zone_type;          /* needs to be signed */
2116         struct zone *z;
2117         struct zonelist *zonelist;
2118
2119         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2120                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2121                 pos = 0;
2122                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
2123                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2124                                 node = node_order[j];
2125                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2126                                 if (populated_zone(z)) {
2127                                         zonelist->zones[pos++] = z;
2128                                         check_highest_zone(zone_type);
2129                                 }
2130                         }
2131                 }
2132                 zonelist->zones[pos] = NULL;
2133         }
2134 }
2135
2136 static int default_zonelist_order(void)
2137 {
2138         int nid, zone_type;
2139         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2140         struct zone *z;
2141         int average_size;
2142         /*
2143          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
2144          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2145          * into OOM very easily.
2146          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
2147          */
2148         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2149         low_kmem_size = 0;
2150         total_size = 0;
2151         for_each_online_node(nid) {
2152                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2153                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2154                         if (populated_zone(z)) {
2155                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2156                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2157                                 total_size += z->present_pages;
2158                         }
2159                 }
2160         }
2161         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
2162             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
2163                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
2164         /*
2165          * look into each node's config.
2166          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
2167          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
2168          */
2169         average_size = total_size /
2170                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
2171         for_each_online_node(nid) {
2172                 low_kmem_size = 0;
2173                 total_size = 0;
2174                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
2175                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
2176                         if (populated_zone(z)) {
2177                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
2178                                         low_kmem_size += z->present_pages;
2179                                 total_size += z->present_pages;
2180                         }
2181                 }
2182                 if (low_kmem_size &&
2183                     total_size > average_size && /* ignore small node */
2184                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
2185                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
2186         }
2187         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
2188 }
2189
2190 static void set_zonelist_order(void)
2191 {
2192         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
2193                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
2194         else
2195                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
2196 }
2197
2198 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2199 {
2200         int j, node, load;
2201         enum zone_type i;
2202         nodemask_t used_mask;
2203         int local_node, prev_node;
2204         struct zonelist *zonelist;
2205         int order = current_zonelist_order;
2206
2207         /* initialize zonelists */
2208         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
2209                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2210                 zonelist->zones[0] = NULL;
2211         }
2212
2213         /* NUMA-aware ordering of nodes */
2214         local_node = pgdat->node_id;
2215         load = num_online_nodes();
2216         prev_node = local_node;
2217         nodes_clear(used_mask);
2218
2219         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
2220         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
2221         j = 0;
2222
2223         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
2224                 int distance = node_distance(local_node, node);
2225
2226                 /*
2227                  * If another node is sufficiently far away then it is better
2228                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
2229                  */
2230                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
2231                         zone_reclaim_mode = 1;
2232
2233                 /*
2234                  * We don't want to pressure a particular node.
2235                  * So adding penalty to the first node in same
2236                  * distance group to make it round-robin.
2237                  */
2238                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
2239                         node_load[node] = load;
2240
2241                 prev_node = node;
2242                 load--;
2243                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
2244                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
2245                 else
2246                         node_order[j++] = node; /* remember order */
2247         }
2248
2249         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
2250                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
2251                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
2252         }
2253
2254         build_thisnode_zonelists(pgdat);
2255 }
2256
2257 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
2258 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2259 {
2260         int i;
2261
2262         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2263                 struct zonelist *zonelist;
2264                 struct zonelist_cache *zlc;
2265                 struct zone **z;
2266
2267                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2268                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
2269                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2270                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
2271                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
2272         }
2273 }
2274
2275
2276 #else   /* CONFIG_NUMA */
2277
2278 static void set_zonelist_order(void)
2279 {
2280         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2281 }
2282
2283 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2284 {
2285         int node, local_node;
2286         enum zone_type i,j;
2287
2288         local_node = pgdat->node_id;
2289         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2290                 struct zonelist *zonelist;
2291
2292                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2293
2294                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2295                 /*
2296                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2297                  * of all the other nodes.
2298                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2299                  * building the zones for node N, we make sure that the
2300                  * zones coming right after the local ones are those from
2301                  * node N+1 (modulo N)
2302                  */
2303                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2304                         if (!node_online(node))
2305                                 continue;
2306                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2307                 }
2308                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2309                         if (!node_online(node))
2310                                 continue;
2311                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2312                 }
2313
2314                 zonelist->zones[j] = NULL;
2315         }
2316 }
2317
2318 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2319 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2320 {
2321         int i;
2322
2323         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2324                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2325 }
2326
2327 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2328
2329 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2330 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2331 {
2332         int nid;
2333
2334         for_each_online_node(nid) {
2335                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2336
2337                 build_zonelists(pgdat);
2338                 build_zonelist_cache(pgdat);
2339         }
2340         return 0;
2341 }
2342
2343 void build_all_zonelists(void)
2344 {
2345         set_zonelist_order();
2346
2347         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2348                 __build_all_zonelists(NULL);
2349                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2350         } else {
2351                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2352                    of zonelist */
2353                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2354                 /* cpuset refresh routine should be here */
2355         }
2356         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2357         /*
2358          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
2359          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
2360          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
2361          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
2362          * disabled and enable it later
2363          */
2364         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
2365                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
2366         else
2367                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
2368
2369         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
2370                 "Total pages: %ld\n",
2371                         num_online_nodes(),
2372                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2373                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
2374                         vm_total_pages);
2375 #ifdef CONFIG_NUMA
2376         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2377 #endif
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2382  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2383  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2384  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2385  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2386  * conservative, even though it seems large.
2387  *
2388  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2389  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2390  */
2391 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2392
2393 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2394 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2395 {
2396         unsigned long size = 1;
2397
2398         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2399
2400         while (size < pages)
2401                 size <<= 1;
2402
2403         /*
2404          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2405          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2406          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2407          */
2408         size = min(size, 4096UL);
2409
2410         return max(size, 4UL);
2411 }
2412 #else
2413 /*
2414  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2415  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2416  *
2417  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2418  *
2419  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2420  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2421  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2422  *
2423  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2424  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2425  *
2426  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2427  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2428  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2429  */
2430 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2431 {
2432         return 4096UL;
2433 }
2434 #endif
2435
2436 /*
2437  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2438  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2439  * hash function before the remainder is taken.
2440  */
2441 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2442 {
2443         return ffz(~size);
2444 }
2445
2446 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2447
2448 /*
2449  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
2450  * of blocks reserved is based on zone->pages_min. The memory within the
2451  * reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
2452  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
2453  * blocks as reclaim kicks in
2454  */
2455 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
2456 {
2457         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn;
2458         struct page *page;
2459         unsigned long reserve, block_migratetype;
2460
2461         /* Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve */
2462         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2463         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
2464         reserve = roundup(zone->pages_min, pageblock_nr_pages) >>
2465                                                         pageblock_order;
2466
2467         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
2468                 if (!pfn_valid(pfn))
2469                         continue;
2470                 page = pfn_to_page(pfn);
2471
2472                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
2473                 if (PageReserved(page))
2474                         continue;
2475
2476                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
2477
2478                 /* If this block is reserved, account for it */
2479                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2480                         reserve--;
2481                         continue;
2482                 }
2483
2484                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
2485                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
2486                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
2487                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
2488                         reserve--;
2489                         continue;
2490                 }
2491
2492                 /*
2493                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
2494                  * take it back
2495                  */
2496                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
2497                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2498                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
2499                 }
2500         }
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2505  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2506  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2507  */
2508 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2509                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2510 {
2511         struct page *page;
2512         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2513         unsigned long pfn;
2514
2515         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2516                 /*
2517                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2518                  * handed to this function.  They do not
2519                  * exist on hotplugged memory.
2520                  */
2521                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2522                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2523                                 continue;
2524                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2525                                 continue;
2526                 }
2527                 page = pfn_to_page(pfn);
2528                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2529                 init_page_count(page);
2530                 reset_page_mapcount(page);
2531                 SetPageReserved(page);
2532
2533                 /*
2534                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
2535                  * movable at startup. This will force kernel allocations
2536                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
2537                  * the address space during boot when many long-lived
2538                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
2539                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
2540                  * setup_zone_migrate_reserve()
2541                  */
2542                 if ((pfn & (pageblock_nr_pages-1)))
2543                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
2544
2545                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2546 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2547                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2548                 if (!is_highmem_idx(zone))
2549                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2550 #endif
2551         }
2552 }
2553
2554 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2555                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2556 {
2557         int order, t;
2558         for_each_migratetype_order(order, t) {
2559                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
2560                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2561         }
2562 }
2563
2564 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2565 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2566         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2567 #endif
2568
2569 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2570 {
2571         int batch;
2572
2573         /*
2574          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2575          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2576          *
2577          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2578          */
2579         batch = zone->present_pages / 1024;
2580         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2581                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2582         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2583         if (batch < 1)
2584                 batch = 1;
2585
2586         /*
2587          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2588          * of 2 value was found to be more likely to have
2589          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2590          *
2591          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2592          * batches of pages, one task can end up with a lot
2593          * of pages of one half of the possible page colors
2594          * and the other with pages of the other colors.
2595          */
2596         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2597
2598         return batch;
2599 }
2600
2601 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2602 {
2603         struct per_cpu_pages *pcp;
2604
2605         memset(p, 0, sizeof(*p));
2606
2607         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2608         pcp->count = 0;
2609         pcp->high = 6 * batch;
2610         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2611         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2612
2613         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2614         pcp->count = 0;
2615         pcp->high = 2 * batch;
2616         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2617         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2618 }
2619
2620 /*
2621  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2622  * to the value high for the pageset p.
2623  */
2624
2625 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2626                                 unsigned long high)
2627 {
2628         struct per_cpu_pages *pcp;
2629
2630         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2631         pcp->high = high;
2632         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2633         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2634                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2635 }
2636
2637
2638 #ifdef CONFIG_NUMA
2639 /*
2640  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2641  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2642  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2643  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2644  * with interrupts disabled.
2645  *
2646  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2647  *
2648  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2649  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2650  * hotplugged processors.
2651  *
2652  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2653  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2654  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2655  */
2656 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2657
2658 /*
2659  * Dynamically allocate memory for the
2660  * per cpu pageset array in struct zone.
2661  */
2662 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2663 {
2664         struct zone *zone, *dzone;
2665         int node = cpu_to_node(cpu);
2666
2667         node_set_state(node, N_CPU);    /* this node has a cpu */
2668
2669         for_each_zone(zone) {
2670
2671                 if (!populated_zone(zone))
2672                         continue;
2673
2674                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2675                                          GFP_KERNEL, node);
2676                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2677                         goto bad;
2678
2679                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2680
2681                 if (percpu_pagelist_fraction)
2682                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2683                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2684         }
2685
2686         return 0;
2687 bad:
2688         for_each_zone(dzone) {
2689                 if (!populated_zone(dzone))
2690                         continue;
2691                 if (dzone == zone)
2692                         break;
2693                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2694                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2695         }
2696         return -ENOMEM;
2697 }
2698
2699 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2700 {
2701         struct zone *zone;
2702
2703         for_each_zone(zone) {
2704                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2705
2706                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2707                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2708                         kfree(pset);
2709                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2710         }
2711 }
2712
2713 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2714                 unsigned long action,
2715                 void *hcpu)
2716 {
2717         int cpu = (long)hcpu;
2718         int ret = NOTIFY_OK;
2719
2720         switch (action) {
2721         case CPU_UP_PREPARE:
2722         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2723                 if (process_zones(cpu))
2724                         ret = NOTIFY_BAD;
2725                 break;
2726         case CPU_UP_CANCELED:
2727         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2728         case CPU_DEAD:
2729         case CPU_DEAD_FROZEN:
2730                 free_zone_pagesets(cpu);
2731                 break;
2732         default:
2733                 break;
2734         }
2735         return ret;
2736 }
2737
2738 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2739         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2740
2741 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2742 {
2743         int err;
2744
2745         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2746          * A cpuup callback will do this for every cpu
2747          * as it comes online
2748          */
2749         err = process_zones(smp_processor_id());
2750         BUG_ON(err);
2751         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2752 }
2753
2754 #endif
2755
2756 static noinline __init_refok
2757 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2758 {
2759         int i;
2760         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2761         size_t alloc_size;
2762
2763         /*
2764          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2765          * per zone.
2766          */
2767         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2768                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2769         zone->wait_table_bits =
2770                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2771         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2772                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2773
2774         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2775                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2776                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2777         } else {
2778                 /*
2779                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2780                  * via memory hot-add.
2781                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2782                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2783                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2784                  * node itself as well.
2785                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2786                  * necessary.
2787                  */
2788                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
2789         }
2790         if (!zone->wait_table)
2791                 return -ENOMEM;
2792
2793         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2794                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2795
2796         return 0;
2797 }
2798
2799 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2800 {
2801         int cpu;
2802         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2803
2804         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2805 #ifdef CONFIG_NUMA
2806                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2807                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2808                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2809 #else
2810                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2811 #endif
2812         }
2813         if (zone->present_pages)
2814                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2815                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2816 }
2817
2818 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2819                                         unsigned long zone_start_pfn,
2820                                         unsigned long size,
2821                                         enum memmap_context context)
2822 {
2823         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2824         int ret;
2825         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2826         if (ret)
2827                 return ret;
2828         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2829
2830         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2831
2832         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2833
2834         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2835
2836         return 0;
2837 }
2838
2839 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2840 /*
2841  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2842  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2843  */
2844 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2845 {
2846         int i;
2847
2848         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2849                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2850                         return i;
2851
2852         return -1;
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2857  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2858  */
2859 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2860 {
2861         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2862                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2863                         return index;
2864
2865         return -1;
2866 }
2867
2868 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2869 /*
2870  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2871  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2872  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2873  * alternative
2874  */
2875 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2876 {
2877         int i;
2878
2879         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2880                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2881                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2882
2883                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2884                         return early_node_map[i].nid;
2885         }
2886
2887         return 0;
2888 }
2889 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2890
2891 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2892 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2893         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2894                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2895
2896 /**
2897  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2898  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2899  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2900  *
2901  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2902  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2903  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2904  */
2905 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2906                                                 unsigned long max_low_pfn)
2907 {
2908         int i;
2909
2910         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2911                 unsigned long size_pages = 0;
2912                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2913
2914                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2915                         continue;
2916
2917                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2918                         end_pfn = max_low_pfn;
2919
2920                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2921                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2922                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2923                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2924         }
2925 }
2926
2927 /**
2928  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2929  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2930  *
2931  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2932  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2933  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2934  */
2935 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2936 {
2937         int i;
2938
2939         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2940                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2941                                 early_node_map[i].start_pfn,
2942                                 early_node_map[i].end_pfn);
2943 }
2944
2945 /**
2946  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2947  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2948  * @start_pfn: The start pfn of the node
2949  * @end_pfn: The end pfn of the node
2950  *
2951  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2952  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2953  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2954  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2955  * be used later.
2956  */
2957 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2958 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2959                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2960 {
2961         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2962                         nid, start_pfn, end_pfn);
2963
2964         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2965         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2966                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2967
2968         /* Update the boundaries */
2969         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2970                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2971         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2972                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2973 }
2974
2975 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2976 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2977                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2978 {
2979         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2980                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2981
2982         /* Return if boundary information has not been provided */
2983         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2984                 return;
2985
2986         /* Check the boundaries and update if necessary */
2987         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2988                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2989         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2990                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2991 }
2992 #else
2993 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2994                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2995
2996 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2997                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2998 #endif
2999
3000
3001 /**
3002  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3003  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
3004  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
3005  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
3006  *
3007  * It returns the start and end page frame of a node based on information
3008  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
3009  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
3010  * PFNs will be 0.
3011  */
3012 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3013                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
3014 {
3015         int i;
3016         *start_pfn = -1UL;
3017         *end_pfn = 0;
3018
3019         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3020                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3021                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3022         }
3023
3024         if (*start_pfn == -1UL)
3025                 *start_pfn = 0;
3026
3027         /* Push the node boundaries out if requested */
3028         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
3033  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
3034  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
3035  */
3036 void __init find_usable_zone_for_movable(void)
3037 {
3038         int zone_index;
3039         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
3040                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
3041                         continue;
3042
3043                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
3044                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
3045                         break;
3046         }
3047
3048         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
3049         movable_zone = zone_index;
3050 }
3051
3052 /*
3053  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
3054  * because it is sized independant of architecture. Unlike the other zones,
3055  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
3056  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
3057  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
3058  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
3059  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
3060  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
3061  */
3062 void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
3063                                         unsigned long zone_type,
3064                                         unsigned long node_start_pfn,
3065                                         unsigned long node_end_pfn,
3066                                         unsigned long *zone_start_pfn,
3067                                         unsigned long *zone_end_pfn)
3068 {
3069         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
3070         if (zone_movable_pfn[nid]) {
3071                 /* Size ZONE_MOVABLE */
3072                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
3073                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3074                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
3075                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
3076
3077                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
3078                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
3079                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
3080                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
3081
3082                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
3083                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
3084                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
3085         }
3086 }
3087
3088 /*
3089  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
3090  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
3091  */
3092 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3093                                         unsigned long zone_type,
3094                                         unsigned long *ignored)
3095 {
3096         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3097         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3098
3099         /* Get the start and end of the node and zone */
3100         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3101         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
3102         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
3103         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3104                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
3105                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3106
3107         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
3108         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
3109                 return 0;
3110
3111         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
3112         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
3113         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
3114
3115         /* Return the spanned pages */
3116         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
3121  * then all holes in the requested range will be accounted for.
3122  */
3123 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
3124                                 unsigned long range_start_pfn,
3125                                 unsigned long range_end_pfn)
3126 {
3127         int i = 0;
3128         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
3129         unsigned long start_pfn;
3130
3131         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
3132         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
3133         if (i == -1)
3134                 return 0;
3135
3136         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3137
3138         /* Account for ranges before physical memory on this node */
3139         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
3140                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
3141
3142         /* Find all holes for the zone within the node */
3143         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
3144
3145                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
3146                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
3147                         break;
3148
3149                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
3150                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
3151                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
3152
3153                 /* Update the hole size cound and move on */
3154                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
3155                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
3156                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
3157                 }
3158                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3159         }
3160
3161         /* Account for ranges past physical memory on this node */
3162         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
3163                 hole_pages += range_end_pfn -
3164                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
3165
3166         return hole_pages;
3167 }
3168
3169 /**
3170  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
3171  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
3172  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
3173  *
3174  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
3175  */
3176 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3177                                                         unsigned long end_pfn)
3178 {
3179         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
3180 }
3181
3182 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
3183 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3184                                         unsigned long zone_type,
3185                                         unsigned long *ignored)
3186 {
3187         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
3188         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
3189
3190         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
3191         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
3192                                                         node_start_pfn);
3193         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
3194                                                         node_end_pfn);
3195
3196         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
3197                         node_start_pfn, node_end_pfn,
3198                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
3199         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
3200 }
3201
3202 #else
3203 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
3204                                         unsigned long zone_type,
3205                                         unsigned long *zones_size)
3206 {
3207         return zones_size[zone_type];
3208 }
3209
3210 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
3211                                                 unsigned long zone_type,
3212                                                 unsigned long *zholes_size)
3213 {
3214         if (!zholes_size)
3215                 return 0;
3216
3217         return zholes_size[zone_type];
3218 }
3219
3220 #endif
3221
3222 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
3223                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3224 {
3225         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
3226         enum zone_type i;
3227
3228         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3229                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3230                                                                 zones_size);
3231         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
3232
3233         realtotalpages = totalpages;
3234         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3235                 realtotalpages -=
3236                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
3237                                                                 zholes_size);
3238         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
3239         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
3240                                                         realtotalpages);
3241 }
3242
3243 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
3244 /*
3245  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
3246  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
3247  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
3248  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
3249  * bytes.
3250  */
3251 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
3252 {
3253         unsigned long usemapsize;
3254
3255         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
3256         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
3257         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
3258         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
3259
3260         return usemapsize / 8;
3261 }
3262
3263 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3264                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
3265 {
3266         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
3267         zone->pageblock_flags = NULL;
3268         if (usemapsize) {
3269                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node(pgdat, usemapsize);
3270                 memset(zone->pageblock_flags, 0, usemapsize);
3271         }
3272 }
3273 #else
3274 static void inline setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
3275                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
3276 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
3277
3278 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
3279 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
3280 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
3281 {
3282         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
3283         if (pageblock_order)
3284                 return;
3285
3286         /*
3287          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
3288          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
3289          */
3290         pageblock_order = order;
3291 }
3292 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3293
3294 /* Defined this way to avoid accidently referencing HUGETLB_PAGE_ORDER */
3295 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
3296
3297 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
3298
3299 /*
3300  * Set up the zone data structures:
3301  *   - mark all pages reserved
3302  *   - mark all memory queues empty
3303  *   - clear the memory bitmaps
3304  */
3305 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
3306                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
3307 {
3308         enum zone_type j;
3309         int nid = pgdat->node_id;
3310         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
3311         int ret;
3312
3313         pgdat_resize_init(pgdat);
3314         pgdat->nr_zones = 0;
3315         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
3316         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3317         
3318         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3319                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3320                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
3321
3322                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
3323                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
3324                                                                 zholes_size);
3325
3326                 /*
3327                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
3328                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
3329                  * and per-cpu initialisations
3330                  */
3331                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
3332                 if (realsize >= memmap_pages) {
3333                         realsize -= memmap_pages;
3334                         printk(KERN_DEBUG
3335                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
3336                                 zone_names[j], memmap_pages);
3337                 } else
3338                         printk(KERN_WARNING
3339                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
3340                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
3341
3342                 /* Account for reserved pages */
3343                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
3344                         realsize -= dma_reserve;
3345                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
3346                                         zone_names[0], dma_reserve);
3347                 }
3348
3349                 if (!is_highmem_idx(j))
3350                         nr_kernel_pages += realsize;
3351                 nr_all_pages += realsize;
3352
3353                 zone->spanned_pages = size;
3354                 zone->present_pages = realsize;
3355 #ifdef CONFIG_NUMA
3356                 zone->node = nid;
3357                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
3358                                                 / 100;
3359                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3360 #endif
3361                 zone->name = zone_names[j];
3362                 spin_lock_init(&zone->lock);
3363                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
3364                 zone_seqlock_init(zone);
3365                 zone->zone_pgdat = pgdat;
3366
3367                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
3368
3369                 zone_pcp_init(zone);
3370                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
3371                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
3372                 zone->nr_scan_active = 0;
3373                 zone->nr_scan_inactive = 0;
3374                 zap_zone_vm_stats(zone);
3375                 zone->flags = 0;
3376                 if (!size)
3377                         continue;
3378
3379                 set_pageblock_order(HUGETLB_PAGE_ORDER);
3380                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
3381                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
3382                                                 size, MEMMAP_EARLY);
3383                 BUG_ON(ret);
3384                 zone_start_pfn += size;
3385         }
3386 }
3387
3388 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
3389 {
3390         /* Skip empty nodes */
3391         if (!pgdat->node_spanned_pages)
3392                 return;
3393
3394 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
3395         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
3396         if (!pgdat->node_mem_map) {
3397                 unsigned long size, start, end;
3398                 struct page *map;
3399
3400                 /*
3401                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
3402                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
3403                  * for the buddy allocator to function correctly.
3404                  */
3405                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
3406                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
3407                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
3408                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
3409                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
3410                 if (!map)
3411                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
3412                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
3413         }
3414 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3415         /*
3416          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
3417          */
3418         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
3419                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
3420 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3421                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
3422                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
3423 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3424         }
3425 #endif
3426 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
3427 }
3428
3429 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
3430                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
3431                 unsigned long *zholes_size)
3432 {
3433         pgdat->node_id = nid;
3434         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
3435         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
3436
3437         alloc_node_mem_map(pgdat);
3438
3439         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
3440 }
3441
3442 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3443
3444 #if MAX_NUMNODES > 1
3445 /*
3446  * Figure out the number of possible node ids.
3447  */
3448 static void __init setup_nr_node_ids(void)
3449 {
3450         unsigned int node;
3451         unsigned int highest = 0;
3452
3453         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3454                 highest = node;
3455         nr_node_ids = highest + 1;
3456 }
3457 #else