OSDN Git Service

fs: fix the infinite loop in __getblk_slow().
[android-x86/kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130
131 static bool pm_suspending(void)
132 {
133         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
134                 return false;
135         return true;
136 }
137
138 #else
139
140 static bool pm_suspending(void)
141 {
142         return false;
143 }
144 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
145
146 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
147 int pageblock_order __read_mostly;
148 #endif
149
150 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
151
152 /*
153  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
154  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
155  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
156  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
157  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
158  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
159  *
160  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
161  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
162  */
163 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
164 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
165          256,
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
168          256,
169 #endif
170 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
171          32,
172 #endif
173          32,
174 };
175
176 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
177
178 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
179 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
180          "DMA",
181 #endif
182 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
183          "DMA32",
184 #endif
185          "Normal",
186 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
187          "HighMem",
188 #endif
189          "Movable",
190 };
191
192 int min_free_kbytes = 1024;
193 int min_free_order_shift = 1;
194
195 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
196 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
197 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
198
199 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
200   /*
201    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
202    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
203    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
204    * so the number of times add_active_range() can be called is
205    * related to the number of nodes and the number of holes
206    */
207   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
208     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
209     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
210   #else
211     #if MAX_NUMNODES >= 32
212       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
213       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
214     #else
215       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
216       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
217     #endif
218   #endif
219
220   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
221   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
222   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
223   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
224   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
225   static unsigned long __initdata required_movablecore;
226   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
227
228   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
229   int movable_zone;
230   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
231 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
232
233 #if MAX_NUMNODES > 1
234 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
235 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
236 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
237 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
238 #endif
239
240 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
241
242 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
243 {
244
245         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
246                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
247
248         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
249                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
250 }
251
252 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
253
254 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
255 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
256 {
257         int ret = 0;
258         unsigned seq;
259         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
260
261         do {
262                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
263                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
264                         ret = 1;
265                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
266                         ret = 1;
267         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
268
269         return ret;
270 }
271
272 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
273 {
274         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
275                 return 0;
276         if (zone != page_zone(page))
277                 return 0;
278
279         return 1;
280 }
281 /*
282  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
283  */
284 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
285 {
286         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
287                 return 1;
288         if (!page_is_consistent(zone, page))
289                 return 1;
290
291         return 0;
292 }
293 #else
294 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
295 {
296         return 0;
297 }
298 #endif
299
300 static void bad_page(struct page *page)
301 {
302         static unsigned long resume;
303         static unsigned long nr_shown;
304         static unsigned long nr_unshown;
305
306         /* Don't complain about poisoned pages */
307         if (PageHWPoison(page)) {
308                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
309                 return;
310         }
311
312         /*
313          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
314          * or allow a steady drip of one report per second.
315          */
316         if (nr_shown == 60) {
317                 if (time_before(jiffies, resume)) {
318                         nr_unshown++;
319                         goto out;
320                 }
321                 if (nr_unshown) {
322                         printk(KERN_ALERT
323                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
324                                 nr_unshown);
325                         nr_unshown = 0;
326                 }
327                 nr_shown = 0;
328         }
329         if (nr_shown++ == 0)
330                 resume = jiffies + 60 * HZ;
331
332         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
333                 current->comm, page_to_pfn(page));
334         dump_page(page);
335
336         dump_stack();
337 out:
338         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
339         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
340         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
341 }
342
343 /*
344  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
345  *
346  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
347  *
348  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
349  *
350  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
351  * the head page (even the head page has this).
352  *
353  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
354  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
355  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
356  */
357
358 static void free_compound_page(struct page *page)
359 {
360         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
361 }
362
363 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
364 {
365         int i;
366         int nr_pages = 1 << order;
367
368         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
369         set_compound_order(page, order);
370         __SetPageHead(page);
371         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
372                 struct page *p = page + i;
373                 __SetPageTail(p);
374                 set_page_count(p, 0);
375                 p->first_page = page;
376         }
377 }
378
379 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
380 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
381 {
382         int i;
383         int nr_pages = 1 << order;
384         int bad = 0;
385
386         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
387             unlikely(!PageHead(page))) {
388                 bad_page(page);
389                 bad++;
390         }
391
392         __ClearPageHead(page);
393
394         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
395                 struct page *p = page + i;
396
397                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
398                         bad_page(page);
399                         bad++;
400                 }
401                 __ClearPageTail(p);
402         }
403
404         return bad;
405 }
406
407 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
408 {
409         int i;
410
411         /*
412          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
413          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
414          */
415         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
416         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
417                 clear_highpage(page + i);
418 }
419
420 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
421 {
422         set_page_private(page, order);
423         __SetPageBuddy(page);
424 }
425
426 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
427 {
428         __ClearPageBuddy(page);
429         set_page_private(page, 0);
430 }
431
432 /*
433  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
434  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
435  *
436  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
437  * the following equation:
438  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
439  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
440  * 1 buddy is #10:
441  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
442  *
443  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
444  * satisfies the following equation:
445  *     P = B & ~(1 << O)
446  *
447  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
448  */
449 static inline unsigned long
450 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
451 {
452         return page_idx ^ (1 << order);
453 }
454
455 /*
456  * This function checks whether a page is free && is the buddy
457  * we can do coalesce a page and its buddy if
458  * (a) the buddy is not in a hole &&
459  * (b) the buddy is in the buddy system &&
460  * (c) a page and its buddy have the same order &&
461  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
462  *
463  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
464  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
465  *
466  * For recording page's order, we use page_private(page).
467  */
468 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
469                                                                 int order)
470 {
471         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
472                 return 0;
473
474         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
475                 return 0;
476
477         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
478                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
479                 return 1;
480         }
481         return 0;
482 }
483
484 /*
485  * Freeing function for a buddy system allocator.
486  *
487  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
488  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
489  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
490  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
491  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
492  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
493  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
494  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
495  * parts of the VM system.
496  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
497  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
498  * order is recorded in page_private(page) field.
499  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
500  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
501  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
502  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
503  * triggers coalescing into a block of larger size.            
504  *
505  * -- wli
506  */
507
508 static inline void __free_one_page(struct page *page,
509                 struct zone *zone, unsigned int order,
510                 int migratetype)
511 {
512         unsigned long page_idx;
513         unsigned long combined_idx;
514         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
515         struct page *buddy;
516
517         if (unlikely(PageCompound(page)))
518                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
519                         return;
520
521         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
522
523         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
524
525         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
526         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
527
528         while (order < MAX_ORDER-1) {
529                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
530                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
531                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
532                         break;
533
534                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
535                 list_del(&buddy->lru);
536                 zone->free_area[order].nr_free--;
537                 rmv_page_order(buddy);
538                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
539                 page = page + (combined_idx - page_idx);
540                 page_idx = combined_idx;
541                 order++;
542         }
543         set_page_order(page, order);
544
545         /*
546          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
547          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
548          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
549          * that is happening, add the free page to the tail of the list
550          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
551          * as a higher order page
552          */
553         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
554                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
555                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
556                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
557                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
558                 higher_buddy = page + (buddy_idx - combined_idx);
559                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
560                         list_add_tail(&page->lru,
561                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
562                         goto out;
563                 }
564         }
565
566         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
567 out:
568         zone->free_area[order].nr_free++;
569 }
570
571 /*
572  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
573  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
574  * free_pages_check() will verify...
575  */
576 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
577 {
578         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
579         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
580 }
581
582 static inline int free_pages_check(struct page *page)
583 {
584         if (unlikely(page_mapcount(page) |
585                 (page->mapping != NULL)  |
586                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
587                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
588                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
589                 bad_page(page);
590                 return 1;
591         }
592         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
593                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
594         return 0;
595 }
596
597 /*
598  * Frees a number of pages from the PCP lists
599  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
600  * count is the number of pages to free.
601  *
602  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
603  * see if this freeing clears that state.
604  *
605  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
606  * pinned" detection logic.
607  */
608 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
609                                         struct per_cpu_pages *pcp)
610 {
611         int migratetype = 0;
612         int batch_free = 0;
613         int to_free = count;
614
615         spin_lock(&zone->lock);
616         zone->all_unreclaimable = 0;
617         zone->pages_scanned = 0;
618
619         while (to_free) {
620                 struct page *page;
621                 struct list_head *list;
622
623                 /*
624                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
625                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
626                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
627                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
628                  * lists
629                  */
630                 do {
631                         batch_free++;
632                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
633                                 migratetype = 0;
634                         list = &pcp->lists[migratetype];
635                 } while (list_empty(list));
636
637                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
638                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
639                         batch_free = to_free;
640
641                 do {
642                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
643                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
644                         list_del(&page->lru);
645                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
646                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
647                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
648                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
649         }
650         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
651         spin_unlock(&zone->lock);
652 }
653
654 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
655                                 int migratetype)
656 {
657         spin_lock(&zone->lock);
658         zone->all_unreclaimable = 0;
659         zone->pages_scanned = 0;
660
661         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
662         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
663         spin_unlock(&zone->lock);
664 }
665
666 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
667 {
668         int i;
669         int bad = 0;
670
671         trace_mm_page_free_direct(page, order);
672         kmemcheck_free_shadow(page, order);
673
674         if (PageAnon(page))
675                 page->mapping = NULL;
676         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
677                 bad += free_pages_check(page + i);
678         if (bad)
679                 return false;
680
681         if (!PageHighMem(page)) {
682                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
683                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
684                                            PAGE_SIZE << order);
685         }
686         arch_free_page(page, order);
687         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
688
689         return true;
690 }
691
692 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
693 {
694         unsigned long flags;
695         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
696
697         if (!free_pages_prepare(page, order))
698                 return;
699
700         local_irq_save(flags);
701         if (unlikely(wasMlocked))
702                 free_page_mlock(page);
703         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
704         free_one_page(page_zone(page), page, order,
705                                         get_pageblock_migratetype(page));
706         local_irq_restore(flags);
707 }
708
709 /*
710  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
711  */
712 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
713 {
714         if (order == 0) {
715                 __ClearPageReserved(page);
716                 set_page_count(page, 0);
717                 set_page_refcounted(page);
718                 __free_page(page);
719         } else {
720                 int loop;
721
722                 prefetchw(page);
723                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
724                         struct page *p = &page[loop];
725
726                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
727                                 prefetchw(p + 1);
728                         __ClearPageReserved(p);
729                         set_page_count(p, 0);
730                 }
731
732                 set_page_refcounted(page);
733                 __free_pages(page, order);
734         }
735 }
736
737
738 /*
739  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
740  * Please do not alter this order without good reasons and regression
741  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
742  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
743  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
744  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
745  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
746  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
747  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
748  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
749  *
750  * -- wli
751  */
752 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
753         int low, int high, struct free_area *area,
754         int migratetype)
755 {
756         unsigned long size = 1 << high;
757
758         while (high > low) {
759                 area--;
760                 high--;
761                 size >>= 1;
762                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
763                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
764                 area->nr_free++;
765                 set_page_order(&page[size], high);
766         }
767 }
768
769 /*
770  * This page is about to be returned from the page allocator
771  */
772 static inline int check_new_page(struct page *page)
773 {
774         if (unlikely(page_mapcount(page) |
775                 (page->mapping != NULL)  |
776                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
777                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
778                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
779                 bad_page(page);
780                 return 1;
781         }
782         return 0;
783 }
784
785 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
786 {
787         int i;
788
789         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
790                 struct page *p = page + i;
791                 if (unlikely(check_new_page(p)))
792                         return 1;
793         }
794
795         set_page_private(page, 0);
796         set_page_refcounted(page);
797
798         arch_alloc_page(page, order);
799         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
800
801         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
802                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
803
804         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
805                 prep_compound_page(page, order);
806
807         return 0;
808 }
809
810 /*
811  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
812  * the smallest available page from the freelists
813  */
814 static inline
815 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
816                                                 int migratetype)
817 {
818         unsigned int current_order;
819         struct free_area * area;
820         struct page *page;
821
822         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
823         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
824                 area = &(zone->free_area[current_order]);
825                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
826                         continue;
827
828                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
829                                                         struct page, lru);
830                 list_del(&page->lru);
831                 rmv_page_order(page);
832                 area->nr_free--;
833                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
834                 return page;
835         }
836
837         return NULL;
838 }
839
840
841 /*
842  * This array describes the order lists are fallen back to when
843  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
844  */
845 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
846         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
847         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
848         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
849         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
850 };
851
852 /*
853  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
854  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
855  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
856  */
857 static int move_freepages(struct zone *zone,
858                           struct page *start_page, struct page *end_page,
859                           int migratetype)
860 {
861         struct page *page;
862         unsigned long order;
863         int pages_moved = 0;
864
865 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
866         /*
867          * page_zone is not safe to call in this context when
868          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
869          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
870          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
871          * grouping pages by mobility
872          */
873         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
874 #endif
875
876         for (page = start_page; page <= end_page;) {
877                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
878                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
879
880                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
881                         page++;
882                         continue;
883                 }
884
885                 if (!PageBuddy(page)) {
886                         page++;
887                         continue;
888                 }
889
890                 order = page_order(page);
891                 list_move(&page->lru,
892                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
893                 page += 1 << order;
894                 pages_moved += 1 << order;
895         }
896
897         return pages_moved;
898 }
899
900 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
901                                 int migratetype)
902 {
903         unsigned long start_pfn, end_pfn;
904         struct page *start_page, *end_page;
905
906         start_pfn = page_to_pfn(page);
907         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
908         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
909         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
910         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
911
912         /* Do not cross zone boundaries */
913         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
914                 start_page = page;
915         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
916                 return 0;
917
918         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
919 }
920
921 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
922                                         int start_order, int migratetype)
923 {
924         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
925
926         while (nr_pageblocks--) {
927                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
928                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
929         }
930 }
931
932 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
933 static inline struct page *
934 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
935 {
936         struct free_area * area;
937         int current_order;
938         struct page *page;
939         int migratetype, i;
940
941         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
942         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
943                                                 --current_order) {
944                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
945                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
946
947                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
948                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
949                                 continue;
950
951                         area = &(zone->free_area[current_order]);
952                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
953                                 continue;
954
955                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
956                                         struct page, lru);
957                         area->nr_free--;
958
959                         /*
960                          * If breaking a large block of pages, move all free
961                          * pages to the preferred allocation list. If falling
962                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
963                          * aggressive about taking ownership of free pages
964                          */
965                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
966                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
967                                         page_group_by_mobility_disabled) {
968                                 unsigned long pages;
969                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
970                                                                 start_migratetype);
971
972                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
973                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
974                                                 page_group_by_mobility_disabled)
975                                         set_pageblock_migratetype(page,
976                                                                 start_migratetype);
977
978                                 migratetype = start_migratetype;
979                         }
980
981                         /* Remove the page from the freelists */
982                         list_del(&page->lru);
983                         rmv_page_order(page);
984
985                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
986                         if (current_order >= pageblock_order)
987                                 change_pageblock_range(page, current_order,
988                                                         start_migratetype);
989
990                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
991
992                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
993                                 start_migratetype, migratetype);
994
995                         return page;
996                 }
997         }
998
999         return NULL;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1004  * Call me with the zone->lock already held.
1005  */
1006 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1007                                                 int migratetype)
1008 {
1009         struct page *page;
1010
1011 retry_reserve:
1012         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1013
1014         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1015                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1016
1017                 /*
1018                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1019                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1020                  * and we want just one call site
1021                  */
1022                 if (!page) {
1023                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1024                         goto retry_reserve;
1025                 }
1026         }
1027
1028         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1029         return page;
1030 }
1031
1032 /* 
1033  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1034  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1035  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1036  */
1037 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1038                         unsigned long count, struct list_head *list,
1039                         int migratetype, int cold)
1040 {
1041         int i;
1042         
1043         spin_lock(&zone->lock);
1044         for (i = 0; i < count; ++i) {
1045                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1046                 if (unlikely(page == NULL))
1047                         break;
1048
1049                 /*
1050                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1051                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1052                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1053                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1054                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1055                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1056                  * properly.
1057                  */
1058                 if (likely(cold == 0))
1059                         list_add(&page->lru, list);
1060                 else
1061                         list_add_tail(&page->lru, list);
1062                 set_page_private(page, migratetype);
1063                 list = &page->lru;
1064         }
1065         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1066         spin_unlock(&zone->lock);
1067         return i;
1068 }
1069
1070 #ifdef CONFIG_NUMA
1071 /*
1072  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1073  * currently executing processor on remote nodes after they have
1074  * expired.
1075  *
1076  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1077  * a single processor.
1078  */
1079 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1080 {
1081         unsigned long flags;
1082         int to_drain;
1083
1084         local_irq_save(flags);
1085         if (pcp->count >= pcp->batch)
1086                 to_drain = pcp->batch;
1087         else
1088                 to_drain = pcp->count;
1089         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1090         pcp->count -= to_drain;
1091         local_irq_restore(flags);
1092 }
1093 #endif
1094
1095 /*
1096  * Drain pages of the indicated processor.
1097  *
1098  * The processor must either be the current processor and the
1099  * thread pinned to the current processor or a processor that
1100  * is not online.
1101  */
1102 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1103 {
1104         unsigned long flags;
1105         struct zone *zone;
1106
1107         for_each_populated_zone(zone) {
1108                 struct per_cpu_pageset *pset;
1109                 struct per_cpu_pages *pcp;
1110
1111                 local_irq_save(flags);
1112                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1113
1114                 pcp = &pset->pcp;
1115                 if (pcp->count) {
1116                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1117                         pcp->count = 0;
1118                 }
1119                 local_irq_restore(flags);
1120         }
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1125  */
1126 void drain_local_pages(void *arg)
1127 {
1128         drain_pages(smp_processor_id());
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1133  */
1134 void drain_all_pages(void)
1135 {
1136         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1140
1141 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1142 {
1143         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1144         unsigned long flags;
1145         int order, t;
1146         struct list_head *curr;
1147
1148         if (!zone->spanned_pages)
1149                 return;
1150
1151         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1152
1153         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1154         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1155                 if (pfn_valid(pfn)) {
1156                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1157
1158                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1159                                 swsusp_unset_page_free(page);
1160                 }
1161
1162         for_each_migratetype_order(order, t) {
1163                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1164                         unsigned long i;
1165
1166                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1167                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1168                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1169                 }
1170         }
1171         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1172 }
1173 #endif /* CONFIG_PM */
1174
1175 /*
1176  * Free a 0-order page
1177  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1178  */
1179 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1180 {
1181         struct zone *zone = page_zone(page);
1182         struct per_cpu_pages *pcp;
1183         unsigned long flags;
1184         int migratetype;
1185         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1186
1187         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1188                 return;
1189
1190         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1191         set_page_private(page, migratetype);
1192         local_irq_save(flags);
1193         if (unlikely(wasMlocked))
1194                 free_page_mlock(page);
1195         __count_vm_event(PGFREE);
1196
1197         /*
1198          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1199          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1200          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1201          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1202          * excessively into the page allocator
1203          */
1204         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1205                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1206                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1207                         goto out;
1208                 }
1209                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1210         }
1211
1212         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1213         if (cold)
1214                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1215         else
1216                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1217         pcp->count++;
1218         if (pcp->count >= pcp->high) {
1219                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1220                 pcp->count -= pcp->batch;
1221         }
1222
1223 out:
1224         local_irq_restore(flags);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1229  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1230  * Each sub-page must be freed individually.
1231  *
1232  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1233  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1234  */
1235 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1236 {
1237         int i;
1238
1239         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1240         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1241
1242 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1243         /*
1244          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1245          * otherwise free the whole shadow.
1246          */
1247         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1248                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1249 #endif
1250
1251         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1252                 set_page_refcounted(page + i);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1257  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1258  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1259  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1260  * are enabled.
1261  *
1262  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1263  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1264  */
1265 int split_free_page(struct page *page)
1266 {
1267         unsigned int order;
1268         unsigned long watermark;
1269         struct zone *zone;
1270
1271         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1272
1273         zone = page_zone(page);
1274         order = page_order(page);
1275
1276         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1277         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1278         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1279                 return 0;
1280
1281         /* Remove page from free list */
1282         list_del(&page->lru);
1283         zone->free_area[order].nr_free--;
1284         rmv_page_order(page);
1285         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1286
1287         /* Split into individual pages */
1288         set_page_refcounted(page);
1289         split_page(page, order);
1290
1291         if (order >= pageblock_order - 1) {
1292                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1293                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1294                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1295         }
1296
1297         return 1 << order;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1302  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1303  * or two.
1304  */
1305 static inline
1306 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1307                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1308                         int migratetype)
1309 {
1310         unsigned long flags;
1311         struct page *page;
1312         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1313
1314 again:
1315         if (likely(order == 0)) {
1316                 struct per_cpu_pages *pcp;
1317                 struct list_head *list;
1318
1319                 local_irq_save(flags);
1320                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1321                 list = &pcp->lists[migratetype];
1322                 if (list_empty(list)) {
1323                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1324                                         pcp->batch, list,
1325                                         migratetype, cold);
1326                         if (unlikely(list_empty(list)))
1327                                 goto failed;
1328                 }
1329
1330                 if (cold)
1331                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1332                 else
1333                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1334
1335                 list_del(&page->lru);
1336                 pcp->count--;
1337         } else {
1338                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1339                         /*
1340                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1341                          *
1342                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1343                          * properly detect and handle allocation failures.
1344                          *
1345                          * We most definitely don't want callers attempting to
1346                          * allocate greater than order-1 page units with
1347                          * __GFP_NOFAIL.
1348                          */
1349                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1350                 }
1351                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1352                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1353                 spin_unlock(&zone->lock);
1354                 if (!page)
1355                         goto failed;
1356                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1357         }
1358
1359         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1360         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1361         local_irq_restore(flags);
1362
1363         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1364         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1365                 goto again;
1366         return page;
1367
1368 failed:
1369         local_irq_restore(flags);
1370         return NULL;
1371 }
1372
1373 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1374 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1375 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1376 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1377 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1378
1379 /* Mask to get the watermark bits */
1380 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1381
1382 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1383 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1384 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1385
1386 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1387
1388 static struct fail_page_alloc_attr {
1389         struct fault_attr attr;
1390
1391         u32 ignore_gfp_highmem;
1392         u32 ignore_gfp_wait;
1393         u32 min_order;
1394
1395 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1396
1397         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1398         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1399         struct dentry *min_order_file;
1400
1401 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1402
1403 } fail_page_alloc = {
1404         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1405         .ignore_gfp_wait = 1,
1406         .ignore_gfp_highmem = 1,
1407         .min_order = 1,
1408 };
1409
1410 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1411 {
1412         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1413 }
1414 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1415
1416 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1417 {
1418         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1419                 return 0;
1420         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1421                 return 0;
1422         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1423                 return 0;
1424         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1425                 return 0;
1426
1427         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1428 }
1429
1430 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1431
1432 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1433 {
1434         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1435         struct dentry *dir;
1436         int err;
1437
1438         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1439                                        "fail_page_alloc");
1440         if (err)
1441                 return err;
1442         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1443
1444         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1445                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1446                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1447
1448         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1449                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1450                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1451         fail_page_alloc.min_order_file =
1452                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1453                                    &fail_page_alloc.min_order);
1454
1455         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1456             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1457             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1458                 err = -ENOMEM;
1459                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1460                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1461                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1462                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1463         }
1464
1465         return err;
1466 }
1467
1468 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1469
1470 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1471
1472 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1473
1474 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1475 {
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1480
1481 /*
1482  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1483  * of the allocation.
1484  */
1485 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1486                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1487 {
1488         /* free_pages my go negative - that's OK */
1489         long min = mark;
1490         int o;
1491
1492         free_pages -= (1 << order) + 1;
1493         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1494                 min -= min / 2;
1495         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1496                 min -= min / 4;
1497
1498         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1499                 return false;
1500         for (o = 0; o < order; o++) {
1501                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1502                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1503
1504                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1505                 min >>= min_free_order_shift;
1506
1507                 if (free_pages <= min)
1508                         return false;
1509         }
1510         return true;
1511 }
1512
1513 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1514                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1515 {
1516         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1517                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1518 }
1519
1520 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1521                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1522 {
1523         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1524
1525         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1526                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1527
1528         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1529                                                                 free_pages);
1530 }
1531
1532 #ifdef CONFIG_NUMA
1533 /*
1534  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1535  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1536  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1537  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1538  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1539  *
1540  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1541  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1542  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1543  *
1544  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1545  * nothing and returns NULL.
1546  *
1547  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1548  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1549  *
1550  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1551  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1552  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1553  * quickly as we can.
1554  */
1555 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1556 {
1557         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1558         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1559
1560         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1561         if (!zlc)
1562                 return NULL;
1563
1564         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1565                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1566                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1567         }
1568
1569         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1570                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1571                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1572         return allowednodes;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1577  * if it is worth looking at further for free memory:
1578  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1579  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1580  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1581  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1582  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1583  * else return false (zero) if it is not.
1584  *
1585  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1586  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1587  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1588  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1589  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1590  * into the second scan of the zonelist.
1591  *
1592  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1593  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1594  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1595  * unturned looking for a free page.
1596  */
1597 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1598                                                 nodemask_t *allowednodes)
1599 {
1600         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1601         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1602         int n;                          /* node that zone *z is on */
1603
1604         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1605         if (!zlc)
1606                 return 1;
1607
1608         i = z - zonelist->_zonerefs;
1609         n = zlc->z_to_n[i];
1610
1611         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1612         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1617  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1618  * from that zone don't waste time re-examining it.
1619  */
1620 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1621 {
1622         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1623         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1624
1625         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1626         if (!zlc)
1627                 return;
1628
1629         i = z - zonelist->_zonerefs;
1630
1631         set_bit(i, zlc->fullzones);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1636  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1637  */
1638 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1639 {
1640         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1641
1642         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1643         if (!zlc)
1644                 return;
1645
1646         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1647 }
1648
1649 #else   /* CONFIG_NUMA */
1650
1651 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1652 {
1653         return NULL;
1654 }
1655
1656 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1657                                 nodemask_t *allowednodes)
1658 {
1659         return 1;
1660 }
1661
1662 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1663 {
1664 }
1665
1666 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1667 {
1668 }
1669 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1670
1671 /*
1672  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1673  * a page.
1674  */
1675 static struct page *
1676 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1677                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1678                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1679 {
1680         struct zoneref *z;
1681         struct page *page = NULL;
1682         int classzone_idx;
1683         struct zone *zone;
1684         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1685         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1686         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1687
1688         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1689 zonelist_scan:
1690         /*
1691          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1692          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1693          */
1694         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1695                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1696                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1697                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1698                                 continue;
1699                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1700                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1701                                 continue;
1702
1703                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1704                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1705                         unsigned long mark;
1706                         int ret;
1707
1708                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1709                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1710                                     classzone_idx, alloc_flags))
1711                                 goto try_this_zone;
1712
1713                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1714                                 /*
1715                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1716                                  * and before considering the first zone allowed
1717                                  * by the cpuset.
1718                                  */
1719                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1720                                 zlc_active = 1;
1721                                 did_zlc_setup = 1;
1722                         }
1723
1724                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1725                                 goto this_zone_full;
1726
1727                         /*
1728                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1729                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1730                          */
1731                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1732                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1733                                 continue;
1734
1735                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1736                         switch (ret) {
1737                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1738                                 /* did not scan */
1739                                 continue;
1740                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1741                                 /* scanned but unreclaimable */
1742                                 continue;
1743                         default:
1744                                 /* did we reclaim enough */
1745                                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1746                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1747                                         goto this_zone_full;
1748                         }
1749                 }
1750
1751 try_this_zone:
1752                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1753                                                 gfp_mask, migratetype);
1754                 if (page)
1755                         break;
1756 this_zone_full:
1757                 if (NUMA_BUILD)
1758                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1759         }
1760
1761         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1762                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1763                 zlc_active = 0;
1764                 goto zonelist_scan;
1765         }
1766         return page;
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1771  * meminfo in irq context.
1772  */
1773 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1774 {
1775         bool ret = false;
1776
1777 #if NODES_SHIFT > 8
1778         ret = in_interrupt();
1779 #endif
1780         return ret;
1781 }
1782
1783 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1784                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1785                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1786
1787 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1788 {
1789         va_list args;
1790         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1791
1792         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1793                 return;
1794
1795         /*
1796          * This documents exceptions given to allocations in certain
1797          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1798          * of allowed nodes.
1799          */
1800         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1801                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1802                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1803                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1804         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1805                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1806
1807         if (fmt) {
1808                 printk(KERN_WARNING);
1809                 va_start(args, fmt);
1810                 vprintk(fmt, args);
1811                 va_end(args);
1812         }
1813
1814         pr_warning("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1815                    current->comm, order, gfp_mask);
1816
1817         dump_stack();
1818         if (!should_suppress_show_mem())
1819                 show_mem(filter);
1820 }
1821
1822 static inline int
1823 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1824                                 unsigned long pages_reclaimed)
1825 {
1826         /* Do not loop if specifically requested */
1827         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1828                 return 0;
1829
1830         /*
1831          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1832          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1833          * implementations.
1834          */
1835         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1836                 return 1;
1837
1838         /*
1839          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1840          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1841          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1842          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1843          * allocation still fails, we stop retrying.
1844          */
1845         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1846                 return 1;
1847
1848         /*
1849          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1850          * explicitly requests that.
1851          */
1852         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1853                 return 1;
1854
1855         return 0;
1856 }
1857
1858 static inline struct page *
1859 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1860         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1861         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1862         int migratetype)
1863 {
1864         struct page *page;
1865
1866         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1867         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1868                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1869                 return NULL;
1870         }
1871
1872         /*
1873          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1874          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1875          * we're still under heavy pressure.
1876          */
1877         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1878                 order, zonelist, high_zoneidx,
1879                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1880                 preferred_zone, migratetype);
1881         if (page)
1882                 goto out;
1883
1884         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1885                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1886                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1887                         goto out;
1888                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1889                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1890                         goto out;
1891                 /*
1892                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1893                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1894                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1895                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1896                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1897                  */
1898                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1899                         goto out;
1900         }
1901         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1902         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1903
1904 out:
1905         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1906         return page;
1907 }
1908
1909 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1910 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1911 static struct page *
1912 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1913         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1914         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1915         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1916         bool sync_migration)
1917 {
1918         struct page *page;
1919
1920         if (!order || compaction_deferred(preferred_zone))
1921                 return NULL;
1922
1923         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1924         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1925                                                 nodemask, sync_migration);
1926         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1927         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1928
1929                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1930                 drain_pages(get_cpu());
1931                 put_cpu();
1932
1933                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1934                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1935                                 alloc_flags, preferred_zone,
1936                                 migratetype);
1937                 if (page) {
1938                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1939                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1940                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1941                         return page;
1942                 }
1943
1944                 /*
1945                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1946                  * The most likely reason is that pages exist,
1947                  * but not enough to satisfy watermarks.
1948                  */
1949                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1950                 defer_compaction(preferred_zone);
1951
1952                 cond_resched();
1953         }
1954
1955         return NULL;
1956 }
1957 #else
1958 static inline struct page *
1959 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1960         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1961         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1962         int migratetype, unsigned long *did_some_progress,
1963         bool sync_migration)
1964 {
1965         return NULL;
1966 }
1967 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
1968
1969 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
1970 static inline struct page *
1971 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1972         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1973         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1974         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
1975 {
1976         struct page *page = NULL;
1977         struct reclaim_state reclaim_state;
1978         bool drained = false;
1979
1980         cond_resched();
1981
1982         /* We now go into synchronous reclaim */
1983         cpuset_memory_pressure_bump();
1984         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1985         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
1986         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1987         current->reclaim_state = &reclaim_state;
1988
1989         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
1990
1991         current->reclaim_state = NULL;
1992         lockdep_clear_current_reclaim_state();
1993         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1994
1995         cond_resched();
1996
1997         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
1998                 return NULL;
1999
2000         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2001         if (NUMA_BUILD)
2002                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2003
2004 retry:
2005         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2006                                         zonelist, high_zoneidx,
2007                                         alloc_flags, preferred_zone,
2008                                         migratetype);
2009
2010         /*
2011          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2012          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2013          */
2014         if (!page && !drained) {
2015                 drain_all_pages();
2016                 drained = true;
2017                 goto retry;
2018         }
2019
2020         return page;
2021 }
2022
2023 /*
2024  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2025  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2026  */
2027 static inline struct page *
2028 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2029         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2030         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2031         int migratetype)
2032 {
2033         struct page *page;
2034
2035         do {
2036                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2037                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2038                         preferred_zone, migratetype);
2039
2040                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2041                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2042         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2043
2044         return page;
2045 }
2046
2047 static inline
2048 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2049                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2050                                                 enum zone_type classzone_idx)
2051 {
2052         struct zoneref *z;
2053         struct zone *zone;
2054
2055         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2056                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2057 }
2058
2059 static inline int
2060 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2061 {
2062         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2063         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2064
2065         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2066         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2067
2068         /*
2069          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2070          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2071          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2072          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2073          */
2074         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2075
2076         if (!wait) {
2077                 /*
2078                  * Not worth trying to allocate harder for
2079                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2080                  */
2081                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2082                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2083                 /*
2084                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2085                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2086                  */
2087                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2088         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2089                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2090
2091         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2092                 if (!in_interrupt() &&
2093                     ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2094                      unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2095                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2096         }
2097
2098         return alloc_flags;
2099 }
2100
2101 static inline struct page *
2102 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2103         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2104         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2105         int migratetype)
2106 {
2107         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2108         struct page *page = NULL;
2109         int alloc_flags;
2110         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2111         unsigned long did_some_progress;
2112         bool sync_migration = false;
2113
2114         /*
2115          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2116          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2117          * be using allocators in order of preference for an area that is
2118          * too large.
2119          */
2120         if (order >= MAX_ORDER) {
2121                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2122                 return NULL;
2123         }
2124
2125         /*
2126          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2127          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2128          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2129          * using a larger set of nodes after it has established that the
2130          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2131          * over allocated.
2132          */
2133         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2134                 goto nopage;
2135
2136 restart:
2137         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2138                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2139                                                 zone_idx(preferred_zone));
2140
2141         /*
2142          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2143          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2144          * to how we want to proceed.
2145          */
2146         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2147
2148         /*
2149          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2150          * cpusets.
2151          */
2152         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2153                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2154                                         &preferred_zone);
2155
2156 rebalance:
2157         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2158         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2159                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2160                         preferred_zone, migratetype);
2161         if (page)
2162                 goto got_pg;
2163
2164         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2165         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2166                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2167                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2168                                 preferred_zone, migratetype);
2169                 if (page)
2170                         goto got_pg;
2171         }
2172
2173         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2174         if (!wait)
2175                 goto nopage;
2176
2177         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2178         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2179                 goto nopage;
2180
2181         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2182         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2183                 goto nopage;
2184
2185         /*
2186          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2187          * attempts after direct reclaim are synchronous
2188          */
2189         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2190                                         zonelist, high_zoneidx,
2191                                         nodemask,
2192                                         alloc_flags, preferred_zone,
2193                                         migratetype, &did_some_progress,
2194                                         sync_migration);
2195         if (page)
2196                 goto got_pg;
2197         sync_migration = true;
2198
2199         /* Try direct reclaim and then allocating */
2200         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2201                                         zonelist, high_zoneidx,
2202                                         nodemask,
2203                                         alloc_flags, preferred_zone,
2204                                         migratetype, &did_some_progress);
2205         if (page)
2206                 goto got_pg;
2207
2208         /*
2209          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2210          * running out of options and have to consider going OOM
2211          */
2212         if (!did_some_progress) {
2213                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2214                         if (oom_killer_disabled)
2215                                 goto nopage;
2216                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2217                                         zonelist, high_zoneidx,
2218                                         nodemask, preferred_zone,
2219                                         migratetype);
2220                         if (page)
2221                                 goto got_pg;
2222
2223                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2224                                 /*
2225                                  * The oom killer is not called for high-order
2226                                  * allocations that may fail, so if no progress
2227                                  * is being made, there are no other options and
2228                                  * retrying is unlikely to help.
2229                                  */
2230                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2231                                         goto nopage;
2232                                 /*
2233                                  * The oom killer is not called for lowmem
2234                                  * allocations to prevent needlessly killing
2235                                  * innocent tasks.
2236                                  */
2237                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2238                                         goto nopage;
2239                         }
2240
2241                         goto restart;
2242                 }
2243
2244                 /*
2245                  * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can
2246                  * prevent reclaim making forward progress without
2247                  * invoking OOM. Bail if we are suspending
2248                  */
2249                 if (pm_suspending())
2250                         goto nopage;
2251         }
2252
2253         /* Check if we should retry the allocation */
2254         pages_reclaimed += did_some_progress;
2255         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2256                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2257                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2258                 goto rebalance;
2259         } else {
2260                 /*
2261                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2262                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2263                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2264                  */
2265                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2266                                         zonelist, high_zoneidx,
2267                                         nodemask,
2268                                         alloc_flags, preferred_zone,
2269                                         migratetype, &did_some_progress,
2270                                         sync_migration);
2271                 if (page)
2272                         goto got_pg;
2273         }
2274
2275 nopage:
2276         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2277         return page;
2278 got_pg:
2279         if (kmemcheck_enabled)
2280                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2281         return page;
2282
2283 }
2284
2285 /*
2286  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2287  */
2288 struct page *
2289 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2290                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2291 {
2292         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2293         struct zone *preferred_zone;
2294         struct page *page;
2295         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2296
2297         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2298
2299         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2300
2301         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2302
2303         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2304                 return NULL;
2305
2306         /*
2307          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2308          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2309          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2310          */
2311         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2312                 return NULL;
2313
2314         get_mems_allowed();
2315         /* The preferred zone is used for statistics later */
2316         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2317                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2318                                 &preferred_zone);
2319         if (!preferred_zone) {
2320                 put_mems_allowed();
2321                 return NULL;
2322         }
2323
2324         /* First allocation attempt */
2325         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2326                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2327                         preferred_zone, migratetype);
2328         if (unlikely(!page))
2329                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2330                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2331                                 preferred_zone, migratetype);
2332         put_mems_allowed();
2333
2334         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2335         return page;
2336 }
2337 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2338
2339 /*
2340  * Common helper functions.
2341  */
2342 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2343 {
2344         struct page *page;
2345
2346         /*
2347          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2348          * a highmem page
2349          */
2350         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2351
2352         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2353         if (!page)
2354                 return 0;
2355         return (unsigned long) page_address(page);
2356 }
2357 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2358
2359 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2360 {
2361         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2362 }
2363 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2364
2365 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2366 {
2367         int i = pagevec_count(pvec);
2368
2369         while (--i >= 0) {
2370                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2371                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2372         }
2373 }
2374
2375 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2376 {
2377         if (put_page_testzero(page)) {
2378                 if (order == 0)
2379                         free_hot_cold_page(page, 0);
2380                 else
2381                         __free_pages_ok(page, order);
2382         }
2383 }
2384
2385 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2386
2387 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2388 {
2389         if (addr != 0) {
2390                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2391                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2392         }
2393 }
2394
2395 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2396
2397 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2398 {
2399         if (addr) {
2400                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2401                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2402
2403                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2404                 while (used < alloc_end) {
2405                         free_page(used);
2406                         used += PAGE_SIZE;
2407                 }
2408         }
2409         return (void *)addr;
2410 }
2411
2412 /**
2413  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2414  * @size: the number of bytes to allocate
2415  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2416  *
2417  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2418  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2419  * allocate memory in power-of-two pages.
2420  *
2421  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2422  *
2423  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2424  */
2425 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2426 {
2427         unsigned int order = get_order(size);
2428         unsigned long addr;
2429
2430         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2431         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2432 }
2433 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2434
2435 /**
2436  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2437  *                         pages on a node.
2438  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2439  * @size: the number of bytes to allocate
2440  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2441  *
2442  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2443  * back.
2444  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2445  * but is not exact.
2446  */
2447 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2448 {
2449         unsigned order = get_order(size);
2450         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2451         if (!p)
2452                 return NULL;
2453         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2454 }
2455 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2456
2457 /**
2458  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2459  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2460  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2461  *
2462  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2463  */
2464 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2465 {
2466         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2467         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2468
2469         while (addr < end) {
2470                 free_page(addr);
2471                 addr += PAGE_SIZE;
2472         }
2473 }
2474 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2475
2476 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2477 {
2478         struct zoneref *z;
2479         struct zone *zone;
2480
2481         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2482         unsigned int sum = 0;
2483
2484         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2485
2486         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2487                 unsigned long size = zone->present_pages;
2488                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2489                 if (size > high)
2490                         sum += size - high;
2491         }
2492
2493         return sum;
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2498  */
2499 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2500 {
2501         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2502 }
2503 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2504
2505 /*
2506  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2507  */
2508 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2509 {
2510         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2511 }
2512
2513 static inline void show_node(struct zone *zone)
2514 {
2515         if (NUMA_BUILD)
2516                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2517 }
2518
2519 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2520 {
2521         val->totalram = totalram_pages;
2522         val->sharedram = 0;
2523         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2524         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2525         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2526         val->freehigh = nr_free_highpages();
2527         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2528 }
2529
2530 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2531
2532 #ifdef CONFIG_NUMA
2533 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2534 {
2535         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2536
2537         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2538         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2539 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2540         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2541         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2542                         NR_FREE_PAGES);
2543 #else
2544         val->totalhigh = 0;
2545         val->freehigh = 0;
2546 #endif
2547         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2548 }
2549 #endif
2550
2551 /*
2552  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2553  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2554  */
2555 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2556 {
2557         bool ret = false;
2558
2559         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2560                 goto out;
2561
2562         get_mems_allowed();
2563         ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2564         put_mems_allowed();
2565 out:
2566         return ret;
2567 }
2568
2569 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2570
2571 /*
2572  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2573  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2574  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2575  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2576  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2577  */
2578 void show_free_areas(unsigned int filter)
2579 {
2580         int cpu;
2581         struct zone *zone;
2582
2583         for_each_populated_zone(zone) {
2584                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2585                         continue;
2586                 show_node(zone);
2587                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2588
2589                 for_each_online_cpu(cpu) {
2590                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2591
2592                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2593
2594                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2595                                cpu, pageset->pcp.high,
2596                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2597                 }
2598         }
2599
2600         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2601                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2602                 " unevictable:%lu"
2603                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2604                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2605                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2606                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2607                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2608                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2609                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2610                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2611                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2612                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2613                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2614                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2615                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2616                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2617                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2618                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2619                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2620                 global_page_state(NR_SHMEM),
2621                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2622                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2623
2624         for_each_populated_zone(zone) {
2625                 int i;
2626
2627                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2628                         continue;
2629                 show_node(zone);
2630                 printk("%s"
2631                         " free:%lukB"
2632                         " min:%lukB"
2633                         " low:%lukB"
2634                         " high:%lukB"
2635                         " active_anon:%lukB"
2636                         " inactive_anon:%lukB"
2637                         " active_file:%lukB"
2638                         " inactive_file:%lukB"
2639                         " unevictable:%lukB"
2640                         " isolated(anon):%lukB"
2641                         " isolated(file):%lukB"
2642                         " present:%lukB"
2643                         " mlocked:%lukB"
2644                         " dirty:%lukB"
2645                         " writeback:%lukB"
2646                         " mapped:%lukB"
2647                         " shmem:%lukB"
2648                         " slab_reclaimable:%lukB"
2649                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2650                         " kernel_stack:%lukB"
2651                         " pagetables:%lukB"
2652                         " unstable:%lukB"
2653                         " bounce:%lukB"
2654                         " writeback_tmp:%lukB"
2655                         " pages_scanned:%lu"
2656                         " all_unreclaimable? %s"
2657                         "\n",
2658                         zone->name,
2659                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2660                         K(min_wmark_pages(zone)),
2661                         K(low_wmark_pages(zone)),
2662                         K(high_wmark_pages(zone)),
2663                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2664                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2665                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2666                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2667                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2668                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2669                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2670                         K(zone->present_pages),
2671                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2672                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2673                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2674                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2675                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2676                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2677                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2678                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2679                                 THREAD_SIZE / 1024,
2680                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2681                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2682                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2683                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2684                         zone->pages_scanned,
2685                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2686                         );
2687                 printk("lowmem_reserve[]:");
2688                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2689                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2690                 printk("\n");
2691         }
2692
2693         for_each_populated_zone(zone) {
2694                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2695
2696                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2697                         continue;
2698                 show_node(zone);
2699                 printk("%s: ", zone->name);
2700
2701                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2702                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2703                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2704                         total += nr[order] << order;
2705                 }
2706                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2707                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2708                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2709                 printk("= %lukB\n", K(total));
2710         }
2711
2712         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2713
2714         show_swap_cache_info();
2715 }
2716
2717 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2718 {
2719         zoneref->zone = zone;
2720         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2721 }
2722
2723 /*
2724  * Builds allocation fallback zone lists.
2725  *
2726  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2727  */
2728 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2729                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2730 {
2731         struct zone *zone;
2732
2733         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2734         zone_type++;
2735
2736         do {
2737                 zone_type--;
2738                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2739                 if (populated_zone(zone)) {
2740                         zoneref_set_zone(zone,
2741                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2742                         check_highest_zone(zone_type);
2743                 }
2744
2745         } while (zone_type);
2746         return nr_zones;
2747 }
2748
2749
2750 /*
2751  *  zonelist_order:
2752  *  0 = automatic detection of better ordering.
2753  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
2754  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
2755  *
2756  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
2757  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
2758  */
2759 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
2760 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
2761 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
2762
2763 /* zonelist order in the kernel.
2764  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
2765  */
2766 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2767 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
2768
2769
2770 #ifdef CONFIG_NUMA
2771 /* The value user specified ....changed by config */
2772 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2773 /* string for sysctl */
2774 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
2775 char numa_zonelist_order[16] = "default";
2776
2777 /*
2778  * interface for configure zonelist ordering.
2779  * command line option "numa_zonelist_order"
2780  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
2781  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
2782  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
2783  */
2784
2785 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
2786 {
2787         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
2788                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
2789         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
2790                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
2791         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
2792                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2793         } else {
2794                 printk(KERN_WARNING
2795                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
2796                         "%s\n", s);
2797                 return -EINVAL;
2798         }
2799         return 0;
2800 }
2801
2802 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
2803 {
2804         int ret;
2805
2806         if (!s)
2807                 return 0;
2808
2809         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
2810         if (ret == 0)
2811                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2812
2813         return ret;
2814 }
2815 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
2816
2817 /*
2818  * sysctl handler for numa_zonelist_order
2819  */
2820 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
2821                 void __user *buffer, size_t *length,
2822                 loff_t *ppos)
2823 {
2824         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
2825         int ret;
2826         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
2827
2828         mutex_lock(&zl_order_mutex);
2829         if (write)
2830                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
2831         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
2832         if (ret)
2833                 goto out;
2834         if (write) {
2835                 int oldval = user_zonelist_order;
2836                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
2837                         /*
2838                          * bogus value.  restore saved string
2839                          */
2840                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
2841                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
2842                         user_zonelist_order = oldval;
2843                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
2844                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
2845                         build_all_zonelists(NULL);
2846                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
2847                 }
2848         }
2849 out:
2850         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
2851         return ret;
2852 }
2853
2854
2855 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
2856 static int node_load[MAX_NUMNODES];
2857
2858 /**
2859  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
2860  * @node: node whose fallback list we're appending
2861  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
2862  *
2863  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
2864  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
2865  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
2866  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
2867  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
2868  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
2869  * on them otherwise.
2870  * It returns -1 if no node is found.
2871  */
2872 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
2873 {
2874         int n, val;
2875         int min_val = INT_MAX;
2876         int best_node = -1;
2877         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
2878
2879         /* Use the local node if we haven't already */
2880         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
2881                 node_set(node, *used_node_mask);
2882                 return node;
2883         }
2884
2885         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY) {
2886
2887                 /* Don't want a node to appear more than once */
2888                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
2889                         continue;
2890
2891                 /* Use the distance array to find the distance */
2892                 val = node_distance(node, n);
2893
2894                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
2895                 val += (n < node);
2896
2897                 /* Give preference to headless and unused nodes */
2898                 tmp = cpumask_of_node(n);
2899                 if (!cpumask_empty(tmp))
2900                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
2901
2902                 /* Slight preference for less loaded node */
2903                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
2904                 val += node_load[n];
2905
2906                 if (val < min_val) {
2907                         min_val = val;
2908                         best_node = n;
2909                 }
2910         }
2911
2912         if (best_node >= 0)
2913                 node_set(best_node, *used_node_mask);
2914
2915         return best_node;
2916 }
2917
2918
2919 /*
2920  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
2921  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
2922  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
2923  */
2924 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
2925 {
2926         int j;
2927         struct zonelist *zonelist;
2928
2929         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2930         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
2931                 ;
2932         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
2933                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
2934         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2935         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2936 }
2937
2938 /*
2939  * Build gfp_thisnode zonelists
2940  */
2941 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2942 {
2943         int j;
2944         struct zonelist *zonelist;
2945
2946         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
2947         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
2948         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
2949         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
2950 }
2951
2952 /*
2953  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
2954  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
2955  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
2956  * may still exist in local DMA zone.
2957  */
2958 static int node_order[MAX_NUMNODES];
2959
2960 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
2961 {
2962         int pos, j, node;
2963         int zone_type;          /* needs to be signed */
2964         struct zone *z;
2965         struct zonelist *zonelist;
2966
2967         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
2968         pos = 0;
2969         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
2970                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
2971                         node = node_order[j];
2972                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
2973                         if (populated_zone(z)) {
2974                                 zoneref_set_zone(z,
2975                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
2976                                 check_highest_zone(zone_type);
2977                         }
2978                 }
2979         }
2980         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
2981         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
2982 }
2983
2984 static int default_zonelist_order(void)
2985 {
2986         int nid, zone_type;
2987         unsigned long low_kmem_size,total_size;
2988         struct zone *z;
2989         int average_size;
2990         /*
2991          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
2992          * If they are really small and used heavily, the system can fall
2993          * into OOM very easily.
2994          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
2995          */
2996         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
2997         low_kmem_size = 0;
2998         total_size = 0;
2999         for_each_online_node(nid) {
3000                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3001                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3002                         if (populated_zone(z)) {
3003                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3004                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3005                                 total_size += z->present_pages;
3006                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3007                                 /*
3008                                  * If any node has only lowmem, then node order
3009                                  * is preferred to allow kernel allocations
3010                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3011                                  * on other nodes when there is an abundance of
3012                                  * lowmem available to allocate from.
3013                                  */
3014                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3015                         }
3016                 }
3017         }
3018         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3019             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3020                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3021         /*
3022          * look into each node's config.
3023          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3024          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3025          */
3026         average_size = total_size /
3027                                 (nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]) + 1);
3028         for_each_online_node(nid) {
3029                 low_kmem_size = 0;
3030                 total_size = 0;
3031                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3032                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3033                         if (populated_zone(z)) {
3034                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3035                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3036                                 total_size += z->present_pages;
3037                         }
3038                 }
3039                 if (low_kmem_size &&
3040                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3041                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3042                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3043         }
3044         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3045 }
3046
3047 static void set_zonelist_order(void)
3048 {
3049         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3050                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3051         else
3052                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3053 }
3054
3055 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3056 {
3057         int j, node, load;
3058         enum zone_type i;
3059         nodemask_t used_mask;
3060         int local_node, prev_node;
3061         struct zonelist *zonelist;
3062         int order = current_zonelist_order;
3063
3064         /* initialize zonelists */
3065         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3066                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3067                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3068                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3069         }
3070
3071         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3072         local_node = pgdat->node_id;
3073         load = nr_online_nodes;
3074         prev_node = local_node;
3075         nodes_clear(used_mask);
3076
3077         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3078         j = 0;
3079
3080         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3081                 int distance = node_distance(local_node, node);
3082
3083                 /*
3084                  * If another node is sufficiently far away then it is better
3085                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
3086                  */
3087                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
3088                         zone_reclaim_mode = 1;
3089
3090                 /*
3091                  * We don't want to pressure a particular node.
3092                  * So adding penalty to the first node in same
3093                  * distance group to make it round-robin.
3094                  */
3095                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
3096                         node_load[node] = load;
3097
3098                 prev_node = node;
3099                 load--;
3100                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3101                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3102                 else
3103                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3104         }
3105
3106         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3107                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3108                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3109         }
3110
3111         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3112 }
3113
3114 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3115 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3116 {
3117         struct zonelist *zonelist;
3118         struct zonelist_cache *zlc;
3119         struct zoneref *z;
3120
3121         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3122         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3123         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3124         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3125                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3126 }
3127
3128 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3129 /*
3130  * Return node id of node used for "local" allocations.
3131  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3132  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3133  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3134  */
3135 int local_memory_node(int node)
3136 {
3137         struct zone *zone;
3138
3139         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3140                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3141                                    NULL,
3142                                    &zone);
3143         return zone->node;
3144 }
3145 #endif
3146
3147 #else   /* CONFIG_NUMA */
3148
3149 static void set_zonelist_order(void)
3150 {
3151         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3152 }
3153
3154 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3155 {
3156         int node, local_node;
3157         enum zone_type j;
3158         struct zonelist *zonelist;
3159
3160         local_node = pgdat->node_id;
3161
3162         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3163         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3164
3165         /*
3166          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3167          * of all the other nodes.
3168          * We don't want to pressure a particular node, so when
3169          * building the zones for node N, we make sure that the
3170          * zones coming right after the local ones are those from
3171          * node N+1 (modulo N)
3172          */
3173         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3174                 if (!node_online(node))
3175                         continue;
3176                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3177                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3178         }
3179         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3180                 if (!node_online(node))
3181                         continue;
3182                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3183                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3184         }
3185
3186         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3187         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3188 }
3189
3190 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3191 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3192 {
3193         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3194 }
3195
3196 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3197
3198 /*
3199  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3200  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3201  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3202  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3203  * with interrupts disabled.
3204  *
3205  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3206  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3207  * hotplugged processors.
3208  *
3209  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3210  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3211  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3212  */
3213 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3214 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3215 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3216
3217 /*
3218  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3219  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3220  */
3221 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3222
3223 /* return values int ....just for stop_machine() */
3224 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data)
3225 {
3226         int nid;
3227         int cpu;
3228
3229 #ifdef CONFIG_NUMA
3230         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3231 #endif
3232         for_each_online_node(nid) {
3233                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3234
3235                 build_zonelists(pgdat);
3236                 build_zonelist_cache(pgdat);
3237         }
3238
3239         /*
3240          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3241          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3242          * each zone will be allocated later when the per cpu
3243          * allocator is available.
3244          *
3245          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3246          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3247          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3248          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3249          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3250          * (a chicken-egg dilemma).
3251          */
3252         for_each_possible_cpu(cpu) {
3253                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3254
3255 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3256                 /*
3257                  * We now know the "local memory node" for each node--
3258                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3259                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3260                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3261                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3262                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3263                  */
3264                 if (cpu_online(cpu))
3265                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3266 #endif
3267         }
3268
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * Called with zonelists_mutex held always
3274  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3275  */
3276 void __ref build_all_zonelists(void *data)
3277 {
3278         set_zonelist_order();
3279
3280         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3281                 __build_all_zonelists(NULL);
3282                 mminit_verify_zonelist();
3283                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3284         } else {
3285                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3286                    of zonelist */
3287 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3288                 if (data)
3289                         setup_zone_pageset((struct zone *)data);
3290 #endif
3291                 stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
3292                 /* cpuset refresh routine should be here */
3293         }
3294         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3295         /*
3296          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3297          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3298          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3299          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3300          * disabled and enable it later
3301          */
3302         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3303                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3304         else
3305                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3306
3307         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3308                 "Total pages: %ld\n",
3309                         nr_online_nodes,
3310                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3311                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3312                         vm_total_pages);
3313 #ifdef CONFIG_NUMA
3314         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3315 #endif
3316 }
3317
3318 /*
3319  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3320  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3321  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3322  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3323  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3324  * conservative, even though it seems large.
3325  *
3326  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3327  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3328  */
3329 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3330
3331 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3332 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3333 {
3334         unsigned long size = 1;
3335
3336         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3337
3338         while (size < pages)
3339                 size <<= 1;
3340
3341         /*
3342          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3343          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3344          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3345          */
3346         size = min(size, 4096UL);
3347
3348         return max(size, 4UL);
3349 }
3350 #else
3351 /*
3352  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3353  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3354  *
3355  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3356  *
3357  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3358  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3359  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3360  *
3361  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3362  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3363  *
3364  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3365  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3366  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3367  */
3368 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3369 {
3370         return 4096UL;
3371 }
3372 #endif
3373
3374 /*
3375  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3376  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3377  * hash function before the remainder is taken.
3378  */
3379 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3380 {
3381         return ffz(~size);
3382 }
3383
3384 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3385
3386 /*
3387  * Check if a pageblock contains reserved pages
3388  */
3389 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3390 {
3391         unsigned long pfn;
3392
3393         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3394                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3395                         return 1;
3396         }
3397         return 0;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3402  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3403  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3404  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3405  * blocks as reclaim kicks in
3406  */
3407 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3408 {
3409         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3410         struct page *page;
3411         unsigned long block_migratetype;
3412         int reserve;
3413
3414         /*
3415          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3416          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3417          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3418          * the block.
3419          */
3420         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3421         end_pfn = start_pfn + zone->spanned_pages;
3422         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3423         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3424                                                         pageblock_order;
3425
3426         /*
3427          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3428          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3429          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3430          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3431          * future allocation of hugepages at runtime.
3432          */
3433         reserve = min(2, reserve);
3434
3435         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3436                 if (!pfn_valid(pfn))
3437                         continue;
3438                 page = pfn_to_page(pfn);
3439
3440                 /* Watch out for overlapping nodes */
3441                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3442                         continue;
3443
3444                 /* Blocks with reserved pages will never free, skip them. */
3445                 block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3446                 if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3447                         continue;
3448
3449                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3450
3451                 /* If this block is reserved, account for it */
3452                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3453                         reserve--;
3454                         continue;
3455                 }
3456
3457                 /* Suitable for reserving if this block is movable */
3458                 if (reserve > 0 && block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3459                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_RESERVE);
3460                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_RESERVE);
3461                         reserve--;
3462                         continue;
3463                 }
3464
3465                 /*
3466                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3467                  * take it back
3468                  */
3469                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3470                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3471                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3472                 }
3473         }
3474 }
3475
3476 /*
3477  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3478  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3479  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3480  */
3481 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3482                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3483 {
3484         struct page *page;
3485         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3486         unsigned long pfn;
3487         struct zone *z;
3488
3489         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3490                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3491
3492         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3493         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3494                 /*
3495                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3496                  * handed to this function.  They do not
3497                  * exist on hotplugged memory.
3498                  */
3499                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3500                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3501                                 continue;
3502                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3503                                 continue;
3504                 }
3505                 page = pfn_to_page(pfn);
3506                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3507                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3508                 init_page_count(page);
3509                 reset_page_mapcount(page);
3510                 SetPageReserved(page);
3511                 /*
3512                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3513                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3514                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3515                  * the address space during boot when many long-lived
3516                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3517                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3518                  * setup_zone_migrate_reserve()
3519                  *
3520                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3521                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3522                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3523                  * pfn out of zone.
3524                  */
3525                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3526                     && (pfn < z->zone_start_pfn + z->spanned_pages)
3527                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3528                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3529
3530                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3531 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3532                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3533                 if (!is_highmem_idx(zone))
3534                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3535 #endif
3536         }
3537 }
3538
3539 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3540 {
3541         int order, t;
3542         for_each_migratetype_order(order, t) {
3543                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3544                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3545         }
3546 }
3547
3548 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3549 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3550         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3551 #endif
3552
3553 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
3554 {
3555 #ifdef CONFIG_MMU
3556         int batch;
3557
3558         /*
3559          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3560          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3561          *
3562          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
3563          */
3564         batch = zone->present_pages / 1024;
3565         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
3566                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
3567         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
3568         if (batch < 1)
3569                 batch = 1;
3570
3571         /*
3572          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
3573          * of 2 value was found to be more likely to have
3574          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
3575          *
3576          * For example if 2 tasks are alternately allocating
3577          * batches of pages, one task can end up with a lot
3578          * of pages of one half of the possible page colors
3579          * and the other with pages of the other colors.
3580          */
3581         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
3582
3583         return batch;
3584
3585 #else
3586         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
3587          * conditions.
3588          *
3589          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
3590          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
3591          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
3592          *
3593          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
3594          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
3595          * can be a significant delay between the individual batches being
3596          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
3597          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
3598          */
3599         return 0;
3600 #endif
3601 }
3602
3603 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
3604 {
3605         struct per_cpu_pages *pcp;
3606         int migratetype;
3607
3608         memset(p, 0, sizeof(*p));
3609
3610         pcp = &p->pcp;
3611         pcp->count = 0;
3612         pcp->high = 6 * batch;
3613         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
3614         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
3615                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
3616 }
3617
3618 /*
3619  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
3620  * to the value high for the pageset p.
3621  */
3622
3623 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
3624                                 unsigned long high)
3625 {
3626         struct per_cpu_pages *pcp;
3627
3628         pcp = &p->pcp;
3629         pcp->high = high;
3630         pcp->batch = max(1UL, high/4);
3631         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
3632                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
3633 }
3634
3635 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone)
3636 {
3637         int cpu;
3638
3639         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
3640
3641         for_each_possible_cpu(cpu) {
3642                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3643
3644                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
3645
3646                 if (percpu_pagelist_fraction)
3647                         setup_pagelist_highmark(pcp,
3648                                 (zone->present_pages /
3649                                         percpu_pagelist_fraction));
3650         }
3651 }
3652
3653 /*
3654  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
3655  * Before this call only boot pagesets were available.
3656  */
3657 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
3658 {
3659         struct zone *zone;
3660
3661         for_each_populated_zone(zone)
3662                 setup_zone_pageset(zone);
3663 }
3664
3665 static noinline __init_refok
3666 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
3667 {
3668         int i;
3669         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3670         size_t alloc_size;
3671
3672         /*
3673          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
3674          * per zone.
3675          */
3676         zone->wait_table_hash_nr_entries =
3677                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
3678         zone->wait_table_bits =
3679                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
3680         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
3681                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
3682
3683         if (!slab_is_available()) {
3684                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
3685                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
3686         } else {
3687                 /*
3688                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
3689                  * via memory hot-add.
3690                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
3691                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
3692                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
3693                  * node itself as well.
3694                  * To use this new node's memory, further consideration will be
3695                  * necessary.
3696                  */
3697                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
3698         }
3699         if (!zone->wait_table)
3700                 return -ENOMEM;
3701
3702         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
3703                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
3704
3705         return 0;
3706 }
3707
3708 static int __zone_pcp_update(void *data)
3709 {
3710         struct zone *zone = data;
3711         int cpu;
3712         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
3713
3714         for_each_possible_cpu(cpu) {
3715                 struct per_cpu_pageset *pset;
3716                 struct per_cpu_pages *pcp;
3717
3718                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3719                 pcp = &pset->pcp;
3720
3721                 local_irq_save(flags);
3722                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
3723                 setup_pageset(pset, batch);
3724                 local_irq_restore(flags);
3725         }
3726         return 0;
3727 }
3728
3729 void zone_pcp_update(struct zone *zone)
3730 {
3731         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
3732 }
3733
3734 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
3735 {
3736         /*
3737          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
3738          * relies on the ability of the linker to provide the
3739          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
3740          */
3741         zone->pageset = &boot_pageset;
3742
3743         if (zone->present_pages)
3744                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
3745                         zone->name, zone->present_pages,
3746                                          zone_batchsize(zone));
3747 }
3748
3749 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
3750                                         unsigned long zone_start_pfn,
3751                                         unsigned long size,
3752                                         enum memmap_context context)
3753 {
3754         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
3755         int ret;
3756         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
3757         if (ret)
3758                 return ret;
3759         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
3760
3761         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
3762
3763         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
3764                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
3765                         pgdat->node_id,
3766                         (unsigned long)zone_idx(zone),
3767                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
3768
3769         zone_init_free_lists(zone);
3770
3771         return 0;
3772 }
3773
3774 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
3775 /*
3776  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
3777  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
3778  */
3779 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
3780 {
3781         int i;
3782
3783         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3784                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3785                         return i;
3786
3787         return -1;
3788 }
3789
3790 /*
3791  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
3792  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3793  */
3794 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3795 {
3796         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
3797                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3798                         return index;
3799
3800         return -1;
3801 }
3802
3803 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
3804 /*
3805  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
3806  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
3807  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
3808  * alternative
3809  */
3810 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3811 {
3812         int i;
3813
3814         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3815                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
3816                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3817
3818                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
3819                         return early_node_map[i].nid;
3820         }
3821         /* This is a memory hole */
3822         return -1;
3823 }
3824 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
3825
3826 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3827 {
3828         int nid;
3829
3830         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3831         if (nid >= 0)
3832                 return nid;
3833         /* just returns 0 */
3834         return 0;
3835 }
3836
3837 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
3838 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
3839 {
3840         int nid;
3841
3842         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
3843         if (nid >= 0 && nid != node)
3844                 return false;
3845         return true;
3846 }
3847 #endif
3848
3849 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
3850 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
3851         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3852                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
3853
3854 /**
3855  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
3856  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
3857  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
3858  *
3859  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3860  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3861  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
3862  */
3863 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
3864                                                 unsigned long max_low_pfn)
3865 {
3866         int i;
3867
3868         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3869                 unsigned long size_pages = 0;
3870                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
3871
3872                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
3873                         continue;
3874
3875                 if (end_pfn > max_low_pfn)
3876                         end_pfn = max_low_pfn;
3877
3878                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
3879                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
3880                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
3881                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
3882         }
3883 }
3884
3885 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
3886 /*
3887  * Basic iterator support. Return the last range of PFNs for a node
3888  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns last region regardless of node
3889  */
3890 static int __meminit last_active_region_index_in_nid(int nid)
3891 {
3892         int i;
3893
3894         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i >= 0; i--)
3895                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
3896                         return i;
3897
3898         return -1;
3899 }
3900
3901 /*
3902  * Basic iterator support. Return the previous active range of PFNs for a node
3903  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardless of node
3904  */
3905 static int __meminit previous_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
3906 {
3907         for (index = index - 1; index >= 0; index--)
3908                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
3909                         return index;
3910
3911         return -1;
3912 }
3913
3914 #define for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) \
3915         for (i = last_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
3916                                 i = previous_active_region_index_in_nid(i, nid))
3917
3918 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
3919                                         u64 goal, u64 limit)
3920 {
3921         int i;
3922
3923         /* Need to go over early_node_map to find out good range for node */
3924         for_each_active_range_index_in_nid_reverse(i, nid) {
3925                 u64 addr;
3926                 u64 ei_start, ei_last;
3927                 u64 final_start, final_end;
3928
3929                 ei_last = early_node_map[i].end_pfn;
3930                 ei_last <<= PAGE_SHIFT;
3931                 ei_start = early_node_map[i].start_pfn;
3932                 ei_start <<= PAGE_SHIFT;
3933
3934                 final_start = max(ei_start, goal);
3935                 final_end = min(ei_last, limit);
3936
3937                 if (final_start >= final_end)
3938                         continue;
3939
3940                 addr = memblock_find_in_range(final_start, final_end, size, align);
3941
3942                 if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
3943                         continue;
3944
3945                 return addr;
3946         }
3947
3948         return MEMBLOCK_ERROR;
3949 }
3950 #endif
3951
3952 int __init add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
3953                                    int nr_range, int nid)
3954 {
3955         int i;
3956         u64 start, end;
3957
3958         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
3959         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3960                 start = early_node_map[i].start_pfn;
3961                 end = early_node_map[i].end_pfn;
3962                 nr_range = add_range(range, az, nr_range, start, end);
3963         }
3964         return nr_range;
3965 }
3966
3967 void __init work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data)
3968 {
3969         int i;
3970         int ret;
3971
3972         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
3973                 ret = work_fn(early_node_map[i].start_pfn,
3974                               early_node_map[i].end_pfn, data);
3975                 if (ret)
3976                         break;
3977         }
3978 }
3979 /**
3980  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
3981  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
3982  *
3983  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
3984  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
3985  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
3986  */
3987 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
3988 {
3989         int i;
3990
3991         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3992                 memory_present(early_node_map[i].nid,
3993                                 early_node_map[i].start_pfn,
3994                                 early_node_map[i].end_pfn);
3995 }
3996
3997 /**
3998  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
3999  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4000  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4001  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4002  *
4003  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4004  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4005  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4006  * PFNs will be 0.
4007  */
4008 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4009                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4010 {
4011         int i;
4012         *start_pfn = -1UL;
4013         *end_pfn = 0;
4014
4015         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4016                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4017                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
4018         }
4019
4020         if (*start_pfn == -1UL)
4021                 *start_pfn = 0;
4022 }
4023
4024 /*
4025  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4026  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4027  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4028  */
4029 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4030 {
4031         int zone_index;
4032         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4033                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4034                         continue;
4035
4036                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4037                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4038                         break;
4039         }
4040
4041         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4042         movable_zone = zone_index;
4043 }
4044
4045 /*
4046  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4047  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4048  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4049  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4050  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4051  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4052  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4053  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4054  */
4055 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4056                                         unsigned long zone_type,
4057                                         unsigned long node_start_pfn,
4058                                         unsigned long node_end_pfn,
4059                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4060                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4061 {
4062         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4063         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4064                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4065                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4066                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4067                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4068                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4069
4070                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4071                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4072                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4073                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4074
4075                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4076                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4077                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4078         }
4079 }
4080
4081 /*
4082  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4083  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4084  */
4085 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4086                                         unsigned long zone_type,
4087                                         unsigned long *ignored)
4088 {
4089         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4090         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4091
4092         /* Get the start and end of the node and zone */
4093         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4094         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4095         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4096         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4097                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4098                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4099
4100         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4101         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4102                 return 0;
4103
4104         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4105         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4106         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4107
4108         /* Return the spanned pages */
4109         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4110 }
4111
4112 /*
4113  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4114  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4115  */
4116 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4117                                 unsigned long range_start_pfn,
4118                                 unsigned long range_end_pfn)
4119 {
4120         int i = 0;
4121         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
4122         unsigned long start_pfn;
4123
4124         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
4125         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
4126         if (i == -1)
4127                 return 0;
4128
4129         prev_end_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4130
4131         /* Account for ranges before physical memory on this node */
4132         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
4133                 hole_pages = prev_end_pfn - range_start_pfn;
4134
4135         /* Find all holes for the zone within the node */
4136         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
4137
4138                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
4139                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
4140                         break;
4141
4142                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
4143                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
4144                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
4145
4146                 /* Update the hole size cound and move on */
4147                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
4148                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
4149                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
4150                 }
4151                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4152         }
4153
4154         /* Account for ranges past physical memory on this node */
4155         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
4156                 hole_pages += range_end_pfn -
4157                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
4158
4159         return hole_pages;
4160 }
4161
4162 /**
4163  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4164  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4165  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4166  *
4167  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4168  */
4169 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4170                                                         unsigned long end_pfn)
4171 {
4172         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4173 }
4174
4175 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4176 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4177                                         unsigned long zone_type,
4178                                         unsigned long *ignored)
4179 {
4180         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4181         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4182
4183         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4184         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
4185                                                         node_start_pfn);
4186         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
4187                                                         node_end_pfn);
4188
4189         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4190                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4191                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4192         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4193 }
4194
4195 #else
4196 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4197                                         unsigned long zone_type,
4198                                         unsigned long *zones_size)
4199 {
4200         return zones_size[zone_type];
4201 }
4202
4203 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4204                                                 unsigned long zone_type,
4205                                                 unsigned long *zholes_size)
4206 {
4207         if (!zholes_size)
4208                 return 0;
4209
4210         return zholes_size[zone_type];
4211 }
4212
4213 #endif
4214
4215 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4216                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4217 {
4218         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4219         enum zone_type i;
4220
4221         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4222                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4223                                                                 zones_size);
4224         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4225
4226         realtotalpages = totalpages;
4227         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4228                 realtotalpages -=
4229                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4230                                                                 zholes_size);
4231         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4232         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4233                                                         realtotalpages);
4234 }
4235
4236 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4237 /*
4238  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4239  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4240  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4241  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4242  * bytes.
4243  */
4244 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zonesize)
4245 {
4246         unsigned long usemapsize;
4247
4248         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4249         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4250         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4251         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4252
4253         return usemapsize / 8;
4254 }
4255
4256 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4257                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize)
4258 {
4259         unsigned long usemapsize = usemap_size(zonesize);
4260         zone->pageblock_flags = NULL;
4261         if (usemapsize)
4262                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4263                                                                    usemapsize);
4264 }
4265 #else
4266 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4267                                 struct zone *zone, unsigned long zonesize) {}
4268 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4269
4270 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4271
4272 /* Return a sensible default order for the pageblock size. */
4273 static inline int pageblock_default_order(void)
4274 {
4275         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4276                 return HUGETLB_PAGE_ORDER;
4277
4278         return MAX_ORDER-1;
4279 }
4280
4281 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4282 static inline void __init set_pageblock_order(unsigned int order)
4283 {
4284         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4285         if (pageblock_order)
4286                 return;
4287
4288         /*
4289          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4290          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64
4291          */
4292         pageblock_order = order;
4293 }
4294 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4295
4296 /*
4297  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4298  * and pageblock_default_order() are unused as pageblock_order is set
4299  * at compile-time. See include/linux/pageblock-flags.h for the values of
4300  * pageblock_order based on the kernel config
4301  */
4302 static inline int pageblock_default_order(unsigned int order)
4303 {
4304         return MAX_ORDER-1;
4305 }
4306 #define set_pageblock_order(x)  do {} while (0)
4307
4308 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4309
4310 /*
4311  * Set up the zone data structures:
4312  *   - mark all pages reserved
4313  *   - mark all memory queues empty
4314  *   - clear the memory bitmaps
4315  */
4316 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4317                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4318 {
4319         enum zone_type j;
4320         int nid = pgdat->node_id;
4321         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4322         int ret;
4323
4324         pgdat_resize_init(pgdat);
4325         pgdat->nr_zones = 0;
4326         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4327         pgdat->kswapd_max_order = 0;
4328         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4329         
4330         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4331                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4332                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
4333                 enum lru_list l;
4334
4335                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4336                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4337                                                                 zholes_size);
4338
4339                 /*
4340                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
4341                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4342                  * and per-cpu initialisations
4343                  */
4344                 memmap_pages =
4345                         PAGE_ALIGN(size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4346                 if (realsize >= memmap_pages) {
4347                         realsize -= memmap_pages;
4348                         if (memmap_pages)
4349                                 printk(KERN_DEBUG
4350                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4351                                        zone_names[j], memmap_pages);
4352                 } else
4353                         printk(KERN_WARNING
4354                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
4355                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
4356
4357                 /* Account for reserved pages */
4358                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
4359                         realsize -= dma_reserve;
4360                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4361                                         zone_names[0], dma_reserve);
4362                 }
4363
4364                 if (!is_highmem_idx(j))
4365                         nr_kernel_pages += realsize;
4366                 nr_all_pages += realsize;
4367
4368                 zone->spanned_pages = size;
4369                 zone->present_pages = realsize;
4370 #ifdef CONFIG_NUMA
4371                 zone->node = nid;
4372                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4373                                                 / 100;
4374                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4375 #endif
4376                 zone->name = zone_names[j];
4377                 spin_lock_init(&zone->lock);
4378                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4379                 zone_seqlock_init(zone);
4380                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4381
4382                 zone_pcp_init(zone);
4383                 for_each_lru(l)
4384                         INIT_LIST_HEAD(&zone->lru[l].list);
4385                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[0] = 0;
4386                 zone->reclaim_stat.recent_rotated[1] = 0;
4387                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[0] = 0;
4388                 zone->reclaim_stat.recent_scanned[1] = 0;
4389                 zap_zone_vm_stats(zone);
4390                 zone->flags = 0;
4391                 if (!size)
4392                         continue;
4393
4394                 set_pageblock_order(pageblock_default_order());
4395                 setup_usemap(pgdat, zone, size);
4396                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4397                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4398                 BUG_ON(ret);
4399                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4400                 zone_start_pfn += size;
4401         }
4402 }
4403
4404 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4405 {
4406         /* Skip empty nodes */
4407         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4408                 return;
4409
4410 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4411         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4412         if (!pgdat->node_mem_map) {
4413                 unsigned long size, start, end;
4414                 struct page *map;
4415
4416                 /*
4417                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4418                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4419                  * for the buddy allocator to function correctly.
4420                  */
4421                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4422                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
4423                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4424                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4425                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4426                 if (!map)
4427                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4428                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4429         }
4430 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4431         /*
4432          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4433          */
4434         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4435                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4436 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4437                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4438                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4439 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4440         }
4441 #endif
4442 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4443 }
4444
4445 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4446                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4447 {
4448         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4449
4450         pgdat->node_id = nid;
4451         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4452         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4453
4454         alloc_node_mem_map(pgdat);
4455 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4456         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4457                 nid, (unsigned long)pgdat,
4458                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4459 #endif
4460
4461         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4462 }
4463
4464 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
4465
4466 #if MAX_NUMNODES > 1
4467 /*
4468  * Figure out the number of possible node ids.
4469  */
4470 static void __init setup_nr_node_ids(void)
4471 {
4472         unsigned int node;
4473         unsigned int highest = 0;
4474
4475         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4476                 highest = node;
4477         nr_node_ids = highest + 1;
4478 }
4479 #else
4480 static inline void setup_nr_node_ids(void)
4481 {
4482 }
4483 #endif
4484
4485 /**
4486  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
4487  * @nid: The node ID the range resides on
4488  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
4489  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
4490  *
4491  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
4492  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
4493  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
4494  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
4495  * the range being registered will be merged with existing ranges.
4496  */
4497 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4498                                                 unsigned long end_pfn)
4499 {
4500         int i;
4501
4502         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memory_register",
4503                         "Entering add_active_range(%d, %#lx, %#lx) "
4504                         "%d entries of %d used\n",
4505                         nid, start_pfn, end_pfn,
4506                         nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
4507
4508         mminit_validate_memmodel_limits(&start_pfn, &end_pfn);
4509
4510         /* Merge with existing active regions if possible */
4511         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4512                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4513                         continue;
4514
4515                 /* Skip if an existing region covers this new one */
4516                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
4517                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
4518                         return;
4519
4520                 /* Merge forward if suitable */
4521                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
4522                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
4523                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4524                         return;
4525                 }
4526
4527                 /* Merge backward if suitable */
4528                 if (start_pfn < early_node_map[i].start_pfn &&
4529                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
4530                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4531                         return;
4532                 }
4533         }
4534
4535         /* Check that early_node_map is large enough */
4536         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
4537                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
4538                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
4539                 return;
4540         }
4541
4542         early_node_map[i].nid = nid;
4543         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
4544         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
4545         nr_nodemap_entries = i + 1;
4546 }
4547
4548 /**
4549  * remove_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
4550  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
4551  * @start_pfn: The new PFN of the range
4552  * @end_pfn: The new PFN of the range
4553  *
4554  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
4555  * The map is kept near the end physical page range that has already been
4556  * registered. This function allows an arch to shrink an existing registered
4557  * range.
4558  */
4559 void __init remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
4560                                 unsigned long end_pfn)
4561 {
4562         int i, j;
4563         int removed = 0;
4564
4565         printk(KERN_DEBUG "remove_active_range (%d, %lu, %lu)\n",
4566                           nid, start_pfn, end_pfn);
4567
4568         /* Find the old active region end and shrink */
4569         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4570                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4571                     early_node_map[i].end_pfn <= end_pfn) {
4572                         /* clear it */
4573                         early_node_map[i].start_pfn = 0;
4574                         early_node_map[i].end_pfn = 0;
4575                         removed = 1;
4576                         continue;
4577                 }
4578                 if (early_node_map[i].start_pfn < start_pfn &&
4579                     early_node_map[i].end_pfn > start_pfn) {
4580                         unsigned long temp_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4581                         early_node_map[i].end_pfn = start_pfn;
4582                         if (temp_end_pfn > end_pfn)
4583                                 add_active_range(nid, end_pfn, temp_end_pfn);
4584                         continue;
4585                 }
4586                 if (early_node_map[i].start_pfn >= start_pfn &&
4587                     early_node_map[i].end_pfn > end_pfn &&
4588                     early_node_map[i].start_pfn < end_pfn) {
4589                         early_node_map[i].start_pfn = end_pfn;
4590                         continue;
4591                 }
4592         }
4593
4594         if (!removed)
4595                 return;
4596
4597         /* remove the blank ones */
4598         for (i = nr_nodemap_entries - 1; i > 0; i--) {
4599                 if (early_node_map[i].nid != nid)
4600                         continue;
4601                 if (early_node_map[i].end_pfn)
4602                         continue;
4603                 /* we found it, get rid of it */
4604                 for (j = i; j < nr_nodemap_entries - 1; j++)
4605                         memcpy(&early_node_map[j], &early_node_map[j+1],
4606                                 sizeof(early_node_map[j]));
4607                 j = nr_nodemap_entries - 1;
4608                 memset(&early_node_map[j], 0, sizeof(early_node_map[j]));
4609                 nr_nodemap_entries--;
4610         }
4611 }
4612
4613 /**
4614  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
4615  *
4616  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
4617  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
4618  * all currently registered regions.
4619  */
4620 void __init remove_all_active_ranges(void)
4621 {
4622         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
4623         nr_nodemap_entries = 0;
4624 }
4625
4626 /* Compare two active node_active_regions */
4627 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
4628 {
4629         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
4630         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
4631
4632         /* Done this way to avoid overflows */
4633         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
4634                 return 1;
4635         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
4636                 return -1;
4637
4638         return 0;
4639 }
4640
4641 /* sort the node_map by start_pfn */
4642 void __init sort_node_map(void)
4643 {
4644         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
4645                         sizeof(struct node_active_region),
4646                         cmp_node_active_region, NULL);
4647 }
4648
4649 /* Find the lowest pfn for a node */
4650 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4651 {
4652         int i;
4653         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4654
4655         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
4656         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
4657                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
4658
4659         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4660                 printk(KERN_WARNING
4661                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4662                 return 0;
4663         }
4664
4665         return min_pfn;
4666 }
4667
4668 /**
4669  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4670  *
4671  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4672  * add_active_range().
4673  */
4674 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4675 {
4676         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4677 }
4678
4679 /*
4680  * early_calculate_totalpages()
4681  * Sum pages in active regions for movable zone.
4682  * Populate N_HIGH_MEMORY for calculating usable_nodes.
4683  */
4684 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4685 {
4686         int i;
4687         unsigned long totalpages = 0;
4688
4689         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
4690                 unsigned long pages = early_node_map[i].end_pfn -
4691                                                 early_node_map[i].start_pfn;
4692                 totalpages += pages;
4693                 if (pages)
4694                         node_set_state(early_node_map[i].nid, N_HIGH_MEMORY);
4695         }
4696         return totalpages;
4697 }
4698
4699 /*
4700  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4701  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4702  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4703  * others
4704  */
4705 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(unsigned long *movable_pfn)
4706 {
4707         int i, nid;
4708         unsigned long usable_startpfn;
4709         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4710         /* save the state before borrow the nodemask */
4711         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_HIGH_MEMORY];
4712         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4713         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
4714
4715         /*
4716          * If movablecore was specified, calculate what size of
4717          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4718          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4719          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4720          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4721          * what movablecore would have allowed.
4722          */
4723         if (required_movablecore) {
4724                 unsigned long corepages;
4725
4726                 /*
4727                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4728                  * was requested by the user
4729                  */
4730                 required_movablecore =
4731                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4732                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4733
4734                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4735         }
4736
4737         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4738         if (!required_kernelcore)
4739                 goto out;
4740
4741         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4742         find_usable_zone_for_movable();
4743         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4744
4745 restart:
4746         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4747         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4748         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4749                 /*
4750                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4751                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4752                  * amount of memory for the kernel
4753                  */
4754                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4755                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4756
4757                 /*
4758                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4759                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4760                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4761                  */
4762                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4763
4764                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4765                 for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
4766                         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4767                         unsigned long size_pages;
4768
4769                         start_pfn = max(early_node_map[i].start_pfn,
4770                                                 zone_movable_pfn[nid]);
4771                         end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
4772                         if (start_pfn >= end_pfn)
4773                                 continue;
4774
4775                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4776                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4777                                 unsigned long kernel_pages;
4778                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4779                                                                 - start_pfn;
4780
4781                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
4782                                                         kernelcore_remaining);
4783                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
4784                                                         required_kernelcore);
4785
4786                                 /* Continue if range is now fully accounted */
4787                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
4788
4789                                         /*
4790                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
4791                                          * that if we have to rebalance
4792                                          * kernelcore across nodes, we will
4793                                          * not double account here
4794                                          */
4795                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
4796                                         continue;
4797                                 }
4798                                 start_pfn = usable_startpfn;
4799                         }
4800
4801                         /*
4802                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
4803                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
4804                          * number of pages used as kernelcore
4805                          */
4806                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
4807                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
4808                                 size_pages = kernelcore_remaining;
4809                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
4810
4811                         /*
4812                          * Some kernelcore has been met, update counts and
4813                          * break if the kernelcore for this node has been
4814                          * satisified
4815                          */
4816                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
4817                                                                 size_pages);
4818                         kernelcore_remaining -= size_pages;
4819                         if (!kernelcore_remaining)
4820                                 break;
4821                 }
4822         }
4823
4824         /*
4825          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
4826          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
4827          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
4828          * satisified
4829          */
4830         usable_nodes--;
4831         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
4832                 goto restart;
4833
4834         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
4835         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
4836                 zone_movable_pfn[nid] =
4837                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
4838
4839 out:
4840         /* restore the node_state */
4841         node_states[N_HIGH_MEMORY] = saved_node_state;
4842 }
4843
4844 /* Any regular memory on that node ? */
4845 static void check_for_regular_memory(pg_data_t *pgdat)
4846 {
4847 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
4848         enum zone_type zone_type;
4849
4850         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_NORMAL; zone_type++) {
4851                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
4852                 if (zone->present_pages)
4853                         node_set_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
4854         }
4855 #endif
4856 }
4857
4858 /**
4859  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
4860  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
4861  *
4862  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
4863  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
4864  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
4865  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
4866  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
4867  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
4868  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
4869  * at arch_max_dma_pfn.
4870  */
4871 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
4872 {
4873         unsigned long nid;
4874         int i;
4875
4876         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
4877         sort_node_map();
4878
4879         /* Record where the zone boundaries are */
4880         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
4881                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
4882         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
4883                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
4884         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
4885         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
4886         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4887                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4888                         continue;
4889                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
4890                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
4891                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
4892                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
4893         }
4894         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4895         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
4896
4897         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4898         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
4899         find_zone_movable_pfns_for_nodes(zone_movable_pfn);
4900
4901         /* Print out the zone ranges */
4902         printk("Zone PFN ranges:\n");
4903         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
4904                 if (i == ZONE_MOVABLE)
4905                         continue;
4906                 printk("  %-8s ", zone_names[i]);
4907                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
4908                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
4909                         printk("empty\n");
4910                 else
4911                         printk("%0#10lx -> %0#10lx\n",
4912                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
4913                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
4914         }
4915
4916         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
4917         printk("Movable zone start PFN for each node\n");
4918         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
4919                 if (zone_movable_pfn[i])
4920                         printk("  Node %d: %lu\n", i, zone_movable_pfn[i]);
4921         }
4922
4923         /* Print out the early_node_map[] */
4924         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
4925         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
4926                 printk("  %3d: %0#10lx -> %0#10lx\n", early_node_map[i].nid,
4927                                                 early_node_map[i].start_pfn,
4928                                                 early_node_map[i].end_pfn);
4929
4930         /* Initialise every node */
4931         mminit_verify_pageflags_layout();
4932         setup_nr_node_ids();
4933         for_each_online_node(nid) {
4934                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4935                 free_area_init_node(nid, NULL,
4936                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
4937
4938                 /* Any memory on that node */
4939                 if (pgdat->node_present_pages)
4940                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
4941                 check_for_regular_memory(pgdat);
4942         }
4943 }
4944
4945 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
4946 {
4947         unsigned long long coremem;
4948         if (!p)
4949                 return -EINVAL;
4950
4951         coremem = memparse(p, &p);
4952         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
4953
4954         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
4955         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
4956
4957         return 0;
4958 }
4959
4960 /*
4961  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4962  * cannot be reclaimed or migrated.
4963  */
4964 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
4965 {
4966         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
4967 }
4968
4969 /*
4970  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
4971  * can be reclaimed or migrated.
4972  */
4973 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
4974 {
4975         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
4976 }
4977
4978 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
4979 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
4980
4981 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
4982
4983 /**
4984  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
4985  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
4986  *
4987  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
4988  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
4989  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
4990  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
4991  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
4992  * smaller per-cpu batchsize.
4993  */
4994 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
4995 {
4996         dma_reserve = new_dma_reserve;
4997 }
4998
4999 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5000 {
5001         free_area_init_node(0, zones_size,
5002                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5003 }
5004
5005 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5006                                  unsigned long action, void *hcpu)
5007 {
5008         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5009
5010         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5011                 drain_pages(cpu);
5012
5013                 /*
5014                  * Spill the event counters of the dead processor
5015                  * into the current processors event counters.
5016                  * This artificially elevates the count of the current
5017                  * processor.
5018                  */
5019                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5020
5021                 /*
5022                  * Zero the differential counters of the dead processor
5023                  * so that the vm statistics are consistent.
5024                  *
5025                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5026                  * race with what we are doing.
5027                  */
5028                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5029         }
5030         return NOTIFY_OK;
5031 }
5032
5033 void __init page_alloc_init(void)
5034 {
5035         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5036 }
5037
5038 /*
5039  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5040  *      or min_free_kbytes changes.
5041  */
5042 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5043 {
5044         struct pglist_data *pgdat;
5045         unsigned long reserve_pages = 0;
5046         enum zone_type i, j;
5047
5048         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5049                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5050                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5051                         unsigned long max = 0;
5052
5053                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5054                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5055                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5056                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5057                         }
5058
5059                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5060                         max += high_wmark_pages(zone);
5061
5062                         if (max > zone->present_pages)
5063                                 max = zone->present_pages;
5064                         reserve_pages += max;
5065                 }
5066         }
5067         totalreserve_pages = reserve_pages;
5068 }
5069
5070 /*
5071  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5072  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5073  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5074  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5075  */
5076 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5077 {
5078         struct pglist_data *pgdat;
5079         enum zone_type j, idx;
5080
5081         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5082                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5083                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5084                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
5085
5086                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5087
5088                         idx = j;
5089                         while (idx) {
5090                                 struct zone *lower_zone;
5091
5092                                 idx--;
5093
5094                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5095                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5096
5097                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5098                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
5099                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5100                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
5101                         }
5102                 }
5103         }
5104
5105         /* update totalreserve_pages */
5106         calculate_totalreserve_pages();
5107 }
5108
5109 /**
5110  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5111  * or when memory is hot-{added|removed}
5112  *
5113  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5114  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5115  */
5116 void setup_per_zone_wmarks(void)
5117 {
5118         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5119         unsigned long lowmem_pages = 0;
5120         struct zone *zone;
5121         unsigned long flags;
5122
5123         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5124         for_each_zone(zone) {
5125                 if (!is_highmem(zone))
5126                         lowmem_pages += zone->present_pages;
5127         }
5128
5129         for_each_zone(zone) {
5130                 u64 tmp;
5131
5132                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5133                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
5134                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5135                 if (is_highmem(zone)) {
5136                         /*
5137                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5138                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5139                          * value here.
5140                          *
5141                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5142                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5143                          * not be capped for highmem.
5144                          */
5145                         int min_pages;
5146
5147                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
5148                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
5149                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
5150                         if (min_pages > 128)
5151                                 min_pages = 128;
5152                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5153                 } else {
5154                         /*
5155                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5156                          * proportionate to the zone's size.
5157                          */
5158                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5159                 }
5160
5161                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5162                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5163                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5164                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5165         }
5166
5167         /* update totalreserve_pages */
5168         calculate_totalreserve_pages();
5169 }
5170
5171 /*
5172  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5173  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5174  * to be referenced again before it is swapped out.
5175  *
5176  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5177  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5178  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5179  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5180  *
5181  * total     target    max
5182  * memory    ratio     inactive anon
5183  * -------------------------------------
5184  *   10MB       1         5MB
5185  *  100MB       1        50MB
5186  *    1GB       3       250MB
5187  *   10GB      10       0.9GB
5188  *  100GB      31         3GB
5189  *    1TB     101        10GB
5190  *   10TB     320        32GB
5191  */
5192 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5193 {
5194         unsigned int gb, ratio;
5195
5196         /* Zone size in gigabytes */
5197         gb = zone->present_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5198         if (gb)
5199                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5200         else
5201                 ratio = 1;
5202
5203         zone->inactive_ratio = ratio;
5204 }
5205
5206 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5207 {
5208         struct zone *zone;
5209
5210         for_each_zone(zone)
5211                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5212 }
5213
5214 /*
5215  * Initialise min_free_kbytes.
5216  *
5217  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5218  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5219  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5220  *
5221  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5222  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5223  *
5224  * which yields
5225  *
5226  * 16MB:        512k
5227  * 32MB:        724k
5228  * 64MB:        1024k
5229  * 128MB:       1448k
5230  * 256MB:       2048k
5231  * 512MB:       2896k
5232  * 1024MB:      4096k
5233  * 2048MB:      5792k
5234  * 4096MB:      8192k
5235  * 8192MB:      11584k
5236  * 16384MB:     16384k
5237  */
5238 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5239 {
5240         unsigned long lowmem_kbytes;
5241
5242         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5243
5244         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5245         if (min_free_kbytes < 128)
5246                 min_free_kbytes = 128;
5247         if (min_free_kbytes > 65536)
5248                 min_free_kbytes = 65536;
5249         setup_per_zone_wmarks();
5250         refresh_zone_stat_thresholds();
5251         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5252         setup_per_zone_inactive_ratio();
5253         return 0;
5254 }
5255 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5256
5257 /*
5258  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5259  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5260  *      changes.
5261  */
5262 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5263         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5264 {
5265         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5266         if (write)
5267                 setup_per_zone_wmarks();
5268         return 0;
5269 }
5270
5271 #ifdef CONFIG_NUMA
5272 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5273         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5274 {
5275         struct zone *zone;
5276         int rc;
5277
5278         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5279         if (rc)
5280                 return rc;
5281
5282         for_each_zone(zone)
5283                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
5284                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5285         return 0;
5286 }
5287
5288 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5289         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5290 {
5291         struct zone *zone;
5292         int rc;
5293
5294         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5295         if (rc)
5296                 return rc;
5297
5298         for_each_zone(zone)
5299                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
5300                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5301         return 0;
5302 }
5303 #endif
5304
5305 /*
5306  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5307  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5308  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5309  *
5310  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5311  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5312  * if in function of the boot time zone sizes.
5313  */
5314 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5315         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5316 {
5317         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5318         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 /*
5323  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5324  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5325  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5326  */
5327
5328 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5329         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5330 {
5331         struct zone *zone;
5332         unsigned int cpu;
5333         int ret;
5334
5335         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5336         if (!write || (ret == -EINVAL))
5337                 return ret;
5338         for_each_populated_zone(zone) {
5339                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5340                         unsigned long  high;
5341                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
5342                         setup_pagelist_highmark(
5343                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5344                 }
5345         }
5346         return 0;
5347 }
5348
5349 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5350
5351 #ifdef CONFIG_NUMA
5352 static int __init set_hashdist(char *str)
5353 {
5354         if (!str)
5355                 return 0;
5356         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5357         return 1;
5358 }
5359 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5360 #endif
5361
5362 /*
5363  * allocate a large system hash table from bootmem
5364  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5365  *   quantity of entries
5366  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5367  */
5368 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5369                                      unsigned long bucketsize,
5370                                      unsigned long numentries,
5371                                      int scale,
5372                                      int flags,
5373                                      unsigned int *_hash_shift,
5374                                      unsigned int *_hash_mask,
5375                                      unsigned long limit)
5376 {
5377         unsigned long long max = limit;
5378         unsigned long log2qty, size;
5379         void *table = NULL;
5380
5381         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5382         if (!numentries) {
5383                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5384                 numentries = nr_kernel_pages;
5385                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5386                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5387                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5388
5389                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5390                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5391                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5392                 else
5393                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5394
5395                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5396                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5397                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5398                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5399                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5400                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5401                                 BUG_ON(!numentries);
5402                         }
5403                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5404                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5405         }
5406         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5407
5408         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5409         if (max == 0) {
5410                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5411                 do_div(max, bucketsize);
5412         }
5413
5414         if (numentries > max)
5415                 numentries = max;
5416
5417         log2qty = ilog2(numentries);
5418
5419         do {
5420                 size = bucketsize << log2qty;
5421                 if (flags & HASH_EARLY)
5422                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5423                 else if (hashdist)
5424                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5425                 else {
5426                         /*
5427                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5428                          * some pages at the end of hash table which
5429                          * alloc_pages_exact() automatically does
5430                          */
5431                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5432                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5433                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5434                         }
5435                 }
5436         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5437
5438         if (!table)
5439                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5440
5441         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5442                tablename,
5443                (1UL << log2qty),
5444                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5445                size);
5446
5447         if (_hash_shift)
5448                 *_hash_shift = log2qty;
5449         if (_hash_mask)
5450                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5451
5452         return table;
5453 }
5454
5455 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5456 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5457                                                         unsigned long pfn)
5458 {
5459 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5460         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5461 #else
5462         return zone->pageblock_flags;
5463 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5464 }
5465
5466 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5467 {
5468 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5469         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5470         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5471 #else
5472         pfn = pfn - zone->zone_start_pfn;
5473         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5474 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5475 }
5476
5477 /**
5478  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5479  * @page: The page within the block of interest
5480  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5481  * @end_bitidx: The last bit of interest
5482  * returns pageblock_bits flags
5483  */
5484 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5485                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5486 {
5487         struct zone *zone;
5488         unsigned long *bitmap;
5489         unsigned long pfn, bitidx;
5490         unsigned long flags = 0;
5491         unsigned long value = 1;
5492
5493         zone = page_zone(page);
5494         pfn = page_to_pfn(page);
5495         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5496         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5497
5498         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5499                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5500                         flags |= value;
5501
5502         return flags;
5503 }
5504
5505 /**
5506  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5507  * @page: The page within the block of interest
5508  * @start_bitidx: The first bit of interest
5509  * @end_bitidx: The last bit of interest
5510  * @flags: The flags to set
5511  */
5512 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5513                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5514 {
5515         struct zone *zone;
5516         unsigned long *bitmap;
5517         unsigned long pfn, bitidx;
5518         unsigned long value = 1;
5519
5520         zone = page_zone(page);
5521         pfn = page_to_pfn(page);
5522         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5523         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5524         VM_BUG_ON(pfn < zone->zone_start_pfn);
5525         VM_BUG_ON(pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages);
5526
5527         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5528                 if (flags & value)
5529                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5530                 else
5531                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5532 }
5533
5534 /*
5535  * This is designed as sub function...plz see page_isolation.c also.
5536  * set/clear page block's type to be ISOLATE.
5537  * page allocater never alloc memory from ISOLATE block.
5538  */
5539
5540 static int
5541 __count_immobile_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count)
5542 {
5543         unsigned long pfn, iter, found;
5544         /*
5545          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5546          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains immobile pages
5547          */
5548         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5549                 return true;
5550
5551         if (get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_MOVABLE)
5552                 return true;
5553
5554         pfn = page_to_pfn(page);
5555         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5556                 unsigned long check = pfn + iter;
5557
5558                 if (!pfn_valid_within(check))
5559                         continue;
5560
5561                 page = pfn_to_page(check);
5562                 if (!page_count(page)) {
5563                         if (PageBuddy(page))
5564                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5565                         continue;
5566                 }
5567                 if (!PageLRU(page))
5568                         found++;
5569                 /*
5570                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5571                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5572                  * and it still to be fixed.
5573                  */
5574                 /*
5575                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5576                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5577                  *
5578                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5579                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5580                  * page at boot.
5581                  */
5582                 if (found > count)
5583                         return false;
5584         }
5585         return true;
5586 }
5587
5588 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5589 {
5590         struct zone *zone = page_zone(page);
5591         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5592
5593         /*
5594          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5595          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5596          * the zone but still within the section.
5597          */
5598         if (!zone || zone->zone_start_pfn > pfn ||
5599                         zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages <= pfn)
5600                 return false;
5601
5602         return __count_immobile_pages(zone, page, 0);
5603 }
5604
5605 int set_migratetype_isolate(struct page *page)
5606 {
5607         struct zone *zone;
5608         unsigned long flags, pfn;
5609         struct memory_isolate_notify arg;
5610         int notifier_ret;
5611         int ret = -EBUSY;
5612
5613         zone = page_zone(page);
5614
5615         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5616
5617         pfn = page_to_pfn(page);
5618         arg.start_pfn = pfn;
5619         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
5620         arg.pages_found = 0;
5621
5622         /*
5623          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
5624          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
5625          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
5626          * number of pages in a range that are held by the balloon
5627          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
5628          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
5629          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
5630          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
5631          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
5632          */
5633         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
5634         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
5635         if (notifier_ret)
5636                 goto out;
5637         /*
5638          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
5639          * We just check MOVABLE pages.
5640          */
5641         if (__count_immobile_pages(zone, page, arg.pages_found))
5642                 ret = 0;
5643
5644         /*
5645          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
5646          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
5647          */
5648
5649 out:
5650         if (!ret) {
5651                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
5652                 move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
5653         }
5654
5655         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5656         if (!ret)
5657                 drain_all_pages();
5658         return ret;
5659 }
5660
5661 void unset_migratetype_isolate(struct page *page)
5662 {
5663         struct zone *zone;
5664         unsigned long flags;
5665         zone = page_zone(page);
5666         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5667         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
5668                 goto out;
5669         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5670         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
5671 out:
5672         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5673 }
5674
5675 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
5676 /*
5677  * All pages in the range must be isolated before calling this.
5678  */
5679 void
5680 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
5681 {
5682         struct page *page;
5683         struct zone *zone;
5684         int order, i;
5685         unsigned long pfn;
5686         unsigned long flags;
5687         /* find the first valid pfn */
5688         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
5689                 if (pfn_valid(pfn))
5690                         break;
5691         if (pfn == end_pfn)
5692                 return;
5693         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
5694         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5695         pfn = start_pfn;
5696         while (pfn < end_pfn) {
5697                 if (!pfn_valid(pfn)) {
5698                         pfn++;
5699                         continue;
5700                 }
5701                 page = pfn_to_page(pfn);
5702                 BUG_ON(page_count(page));
5703                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
5704                 order = page_order(page);
5705 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5706                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
5707                        pfn, 1 << order, end_pfn);
5708 #endif
5709                 list_del(&page->lru);
5710                 rmv_page_order(page);
5711                 zone->free_area[order].nr_free--;
5712                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES,
5713                                       - (1UL << order));
5714                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
5715                         SetPageReserved((page+i));
5716                 pfn += (1 << order);
5717         }
5718         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5719 }
5720 #endif
5721
5722 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5723 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
5724 {
5725         struct zone *zone = page_zone(page);
5726         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
5727         unsigned long flags;
5728         int order;
5729
5730         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5731         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5732                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
5733
5734                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
5735                         break;
5736         }
5737         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5738
5739         return order < MAX_ORDER;
5740 }
5741 #endif
5742
5743 static struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
5744         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
5745         {1UL << PG_error,               "error"         },
5746         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
5747         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
5748         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
5749         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
5750         {1UL << PG_active,              "active"        },
5751         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
5752         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
5753         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
5754         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
5755         {1UL << PG_private,             "private"       },
5756         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
5757         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
5758 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
5759         {1UL << PG_head,                "head"          },
5760         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
5761 #else
5762         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
5763 #endif
5764         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
5765         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
5766         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
5767         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
5768         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
5769 #ifdef CONFIG_MMU
5770         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
5771 #endif
5772 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
5773         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
5774 #endif
5775 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
5776         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
5777 #endif
5778         {-1UL,                          NULL            },
5779 };
5780
5781 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
5782 {
5783         const char *delim = "";
5784         unsigned long mask;
5785         int i;
5786
5787         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
5788
5789         /* remove zone id */
5790         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
5791
5792         for (i = 0; pageflag_names[i].name && flags; i++) {
5793
5794                 mask = pageflag_names[i].mask;
5795                 if ((flags & mask) != mask)
5796                         continue;
5797
5798                 flags &= ~mask;
5799                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
5800                 delim = "|";
5801         }
5802
5803         /* check for left over flags */
5804         if (flags)
5805                 printk("%s%#lx", delim, flags);
5806
5807         printk(")\n");
5808 }
5809
5810 void dump_page(struct page *page)
5811 {
5812         printk(KERN_ALERT
5813                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
5814                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
5815                 page->mapping, page->index);
5816         dump_page_flags(page->flags);
5817         mem_cgroup_print_bad_page(page);
5818 }