OSDN Git Service

mm/page_alloc.c: fix coding style and spelling
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.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/compaction.h>
55 #include <trace/events/kmem.h>
56 #include <linux/ftrace_event.h>
57 #include <linux/memcontrol.h>
58 #include <linux/prefetch.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/page-debug-flags.h>
61 #include <linux/hugetlb.h>
62 #include <linux/sched/rt.h>
63
64 #include <asm/sections.h>
65 #include <asm/tlbflush.h>
66 #include <asm/div64.h>
67 #include "internal.h"
68
69 /* prevent >1 _updater_ of zone percpu pageset ->high and ->batch fields */
70 static DEFINE_MUTEX(pcp_batch_high_lock);
71
72 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
73 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
74 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
75 #endif
76
77 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
78 /*
79  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
80  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
81  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
82  * defined in <linux/topology.h>.
83  */
84 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
85 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
86 #endif
87
88 /*
89  * Array of node states.
90  */
91 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
92         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
93         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
94 #ifndef CONFIG_NUMA
95         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
100         [N_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
101 #endif
102         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
103 #endif  /* NUMA */
104 };
105 EXPORT_SYMBOL(node_states);
106
107 /* Protect totalram_pages and zone->managed_pages */
108 static DEFINE_SPINLOCK(managed_page_count_lock);
109
110 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
111 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
112 /*
113  * When calculating the number of globally allowed dirty pages, there
114  * is a certain number of per-zone reserves that should not be
115  * considered dirtyable memory.  This is the sum of those reserves
116  * over all existing zones that contribute dirtyable memory.
117  */
118 unsigned long dirty_balance_reserve __read_mostly;
119
120 int percpu_pagelist_fraction;
121 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
122
123 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
124 /*
125  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
126  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
127  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
128  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
129  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
130  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
131  */
132
133 static gfp_t saved_gfp_mask;
134
135 void pm_restore_gfp_mask(void)
136 {
137         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
138         if (saved_gfp_mask) {
139                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
140                 saved_gfp_mask = 0;
141         }
142 }
143
144 void pm_restrict_gfp_mask(void)
145 {
146         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
147         WARN_ON(saved_gfp_mask);
148         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
149         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
150 }
151
152 bool pm_suspended_storage(void)
153 {
154         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
155                 return false;
156         return true;
157 }
158 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
159
160 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
161 int pageblock_order __read_mostly;
162 #endif
163
164 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
165
166 /*
167  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
168  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
169  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
170  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
171  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
172  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
173  *
174  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
175  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
176  */
177 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
178 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
179          256,
180 #endif
181 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
182          256,
183 #endif
184 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
185          32,
186 #endif
187          32,
188 };
189
190 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
191
192 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
193 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
194          "DMA",
195 #endif
196 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
197          "DMA32",
198 #endif
199          "Normal",
200 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
201          "HighMem",
202 #endif
203          "Movable",
204 };
205
206 int min_free_kbytes = 1024;
207 int user_min_free_kbytes;
208
209 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
210 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
211 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
212
213 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
214 static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
215 static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
216 static unsigned long __initdata required_kernelcore;
217 static unsigned long __initdata required_movablecore;
218 static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
219
220 /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
221 int movable_zone;
222 EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
223 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
224
225 #if MAX_NUMNODES > 1
226 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
227 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
228 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
229 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
230 #endif
231
232 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
233
234 void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
235 {
236
237         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
238                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
239
240         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
241                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
242 }
243
244 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
245
246 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
247 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
248 {
249         int ret = 0;
250         unsigned seq;
251         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
252         unsigned long sp, start_pfn;
253
254         do {
255                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
256                 start_pfn = zone->zone_start_pfn;
257                 sp = zone->spanned_pages;
258                 if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
259                         ret = 1;
260         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
261
262         if (ret)
263                 pr_err("page %lu outside zone [ %lu - %lu ]\n",
264                         pfn, start_pfn, start_pfn + sp);
265
266         return ret;
267 }
268
269 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
270 {
271         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
272                 return 0;
273         if (zone != page_zone(page))
274                 return 0;
275
276         return 1;
277 }
278 /*
279  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
280  */
281 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
282 {
283         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
284                 return 1;
285         if (!page_is_consistent(zone, page))
286                 return 1;
287
288         return 0;
289 }
290 #else
291 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
292 {
293         return 0;
294 }
295 #endif
296
297 static void bad_page(struct page *page)
298 {
299         static unsigned long resume;
300         static unsigned long nr_shown;
301         static unsigned long nr_unshown;
302
303         /* Don't complain about poisoned pages */
304         if (PageHWPoison(page)) {
305                 page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
306                 return;
307         }
308
309         /*
310          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
311          * or allow a steady drip of one report per second.
312          */
313         if (nr_shown == 60) {
314                 if (time_before(jiffies, resume)) {
315                         nr_unshown++;
316                         goto out;
317                 }
318                 if (nr_unshown) {
319                         printk(KERN_ALERT
320                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
321                                 nr_unshown);
322                         nr_unshown = 0;
323                 }
324                 nr_shown = 0;
325         }
326         if (nr_shown++ == 0)
327                 resume = jiffies + 60 * HZ;
328
329         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
330                 current->comm, page_to_pfn(page));
331         dump_page(page);
332
333         print_modules();
334         dump_stack();
335 out:
336         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
337         page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
338         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
339 }
340
341 /*
342  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
343  *
344  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
345  *
346  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
347  *
348  * All pages have PG_compound set.  All tail pages have their ->first_page
349  * pointing at the head page.
350  *
351  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
352  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
353  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
354  */
355
356 static void free_compound_page(struct page *page)
357 {
358         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
359 }
360
361 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
362 {
363         int i;
364         int nr_pages = 1 << order;
365
366         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
367         set_compound_order(page, order);
368         __SetPageHead(page);
369         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
370                 struct page *p = page + i;
371                 __SetPageTail(p);
372                 set_page_count(p, 0);
373                 p->first_page = page;
374         }
375 }
376
377 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
378 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
379 {
380         int i;
381         int nr_pages = 1 << order;
382         int bad = 0;
383
384         if (unlikely(compound_order(page) != order)) {
385                 bad_page(page);
386                 bad++;
387         }
388
389         __ClearPageHead(page);
390
391         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
392                 struct page *p = page + i;
393
394                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
395                         bad_page(page);
396                         bad++;
397                 }
398                 __ClearPageTail(p);
399         }
400
401         return bad;
402 }
403
404 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
405 {
406         int i;
407
408         /*
409          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
410          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
411          */
412         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
413         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
414                 clear_highpage(page + i);
415 }
416
417 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
418 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
419
420 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
421 {
422         unsigned long res;
423
424         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
425                 printk(KERN_ERR "Bad debug_guardpage_minorder value\n");
426                 return 0;
427         }
428         _debug_guardpage_minorder = res;
429         printk(KERN_INFO "Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
430         return 0;
431 }
432 __setup("debug_guardpage_minorder=", debug_guardpage_minorder_setup);
433
434 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page)
435 {
436         __set_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
437 }
438
439 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page)
440 {
441         __clear_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
442 }
443 #else
444 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page) { }
445 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page) { }
446 #endif
447
448 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
449 {
450         set_page_private(page, order);
451         __SetPageBuddy(page);
452 }
453
454 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
455 {
456         __ClearPageBuddy(page);
457         set_page_private(page, 0);
458 }
459
460 /*
461  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
462  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
463  *
464  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
465  * the following equation:
466  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
467  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
468  * 1 buddy is #10:
469  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
470  *
471  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
472  * satisfies the following equation:
473  *     P = B & ~(1 << O)
474  *
475  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
476  */
477 static inline unsigned long
478 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
479 {
480         return page_idx ^ (1 << order);
481 }
482
483 /*
484  * This function checks whether a page is free && is the buddy
485  * we can do coalesce a page and its buddy if
486  * (a) the buddy is not in a hole &&
487  * (b) the buddy is in the buddy system &&
488  * (c) a page and its buddy have the same order &&
489  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
490  *
491  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
492  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
493  *
494  * For recording page's order, we use page_private(page).
495  */
496 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
497                                                                 int order)
498 {
499         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
500                 return 0;
501
502         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
503                 return 0;
504
505         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
506                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
507                 return 1;
508         }
509
510         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
511                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
512                 return 1;
513         }
514         return 0;
515 }
516
517 /*
518  * Freeing function for a buddy system allocator.
519  *
520  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
521  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
522  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
523  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
524  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
525  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
526  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
527  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
528  * parts of the VM system.
529  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
530  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
531  * order is recorded in page_private(page) field.
532  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
533  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
534  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
535  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
536  * triggers coalescing into a block of larger size.
537  *
538  * -- nyc
539  */
540
541 static inline void __free_one_page(struct page *page,
542                 struct zone *zone, unsigned int order,
543                 int migratetype)
544 {
545         unsigned long page_idx;
546         unsigned long combined_idx;
547         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
548         struct page *buddy;
549
550         VM_BUG_ON(!zone_is_initialized(zone));
551
552         if (unlikely(PageCompound(page)))
553                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
554                         return;
555
556         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
557
558         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
559
560         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
561         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
562
563         while (order < MAX_ORDER-1) {
564                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
565                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
566                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
567                         break;
568                 /*
569                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
570                  * merge with it and move up one order.
571                  */
572                 if (page_is_guard(buddy)) {
573                         clear_page_guard_flag(buddy);
574                         set_page_private(page, 0);
575                         __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order,
576                                                   migratetype);
577                 } else {
578                         list_del(&buddy->lru);
579                         zone->free_area[order].nr_free--;
580                         rmv_page_order(buddy);
581                 }
582                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
583                 page = page + (combined_idx - page_idx);
584                 page_idx = combined_idx;
585                 order++;
586         }
587         set_page_order(page, order);
588
589         /*
590          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
591          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
592          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
593          * that is happening, add the free page to the tail of the list
594          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
595          * as a higher order page
596          */
597         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
598                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
599                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
600                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
601                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
602                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
603                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
604                         list_add_tail(&page->lru,
605                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
606                         goto out;
607                 }
608         }
609
610         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
611 out:
612         zone->free_area[order].nr_free++;
613 }
614
615 static inline int free_pages_check(struct page *page)
616 {
617         if (unlikely(page_mapcount(page) |
618                 (page->mapping != NULL)  |
619                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
620                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
621                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
622                 bad_page(page);
623                 return 1;
624         }
625         page_nid_reset_last(page);
626         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
627                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
628         return 0;
629 }
630
631 /*
632  * Frees a number of pages from the PCP lists
633  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
634  * count is the number of pages to free.
635  *
636  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
637  * see if this freeing clears that state.
638  *
639  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
640  * pinned" detection logic.
641  */
642 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
643                                         struct per_cpu_pages *pcp)
644 {
645         int migratetype = 0;
646         int batch_free = 0;
647         int to_free = count;
648
649         spin_lock(&zone->lock);
650         zone->all_unreclaimable = 0;
651         zone->pages_scanned = 0;
652
653         while (to_free) {
654                 struct page *page;
655                 struct list_head *list;
656
657                 /*
658                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
659                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
660                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
661                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
662                  * lists
663                  */
664                 do {
665                         batch_free++;
666                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
667                                 migratetype = 0;
668                         list = &pcp->lists[migratetype];
669                 } while (list_empty(list));
670
671                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
672                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
673                         batch_free = to_free;
674
675                 do {
676                         int mt; /* migratetype of the to-be-freed page */
677
678                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
679                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
680                         list_del(&page->lru);
681                         mt = get_freepage_migratetype(page);
682                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
683                         __free_one_page(page, zone, 0, mt);
684                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
685                         if (likely(!is_migrate_isolate_page(page))) {
686                                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1);
687                                 if (is_migrate_cma(mt))
688                                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES, 1);
689                         }
690                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
691         }
692         spin_unlock(&zone->lock);
693 }
694
695 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
696                                 int migratetype)
697 {
698         spin_lock(&zone->lock);
699         zone->all_unreclaimable = 0;
700         zone->pages_scanned = 0;
701
702         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
703         if (unlikely(!is_migrate_isolate(migratetype)))
704                 __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
705         spin_unlock(&zone->lock);
706 }
707
708 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
709 {
710         int i;
711         int bad = 0;
712
713         trace_mm_page_free(page, order);
714         kmemcheck_free_shadow(page, order);
715
716         if (PageAnon(page))
717                 page->mapping = NULL;
718         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
719                 bad += free_pages_check(page + i);
720         if (bad)
721                 return false;
722
723         if (!PageHighMem(page)) {
724                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
725                                            PAGE_SIZE << order);
726                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
727                                            PAGE_SIZE << order);
728         }
729         arch_free_page(page, order);
730         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
731
732         return true;
733 }
734
735 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
736 {
737         unsigned long flags;
738         int migratetype;
739
740         if (!free_pages_prepare(page, order))
741                 return;
742
743         local_irq_save(flags);
744         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
745         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
746         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
747         free_one_page(page_zone(page), page, order, migratetype);
748         local_irq_restore(flags);
749 }
750
751 void __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
752 {
753         unsigned int nr_pages = 1 << order;
754         unsigned int loop;
755
756         prefetchw(page);
757         for (loop = 0; loop < nr_pages; loop++) {
758                 struct page *p = &page[loop];
759
760                 if (loop + 1 < nr_pages)
761                         prefetchw(p + 1);
762                 __ClearPageReserved(p);
763                 set_page_count(p, 0);
764         }
765
766         page_zone(page)->managed_pages += 1 << order;
767         set_page_refcounted(page);
768         __free_pages(page, order);
769 }
770
771 #ifdef CONFIG_CMA
772 /* Free whole pageblock and set its migration type to MIGRATE_CMA. */
773 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
774 {
775         unsigned i = pageblock_nr_pages;
776         struct page *p = page;
777
778         do {
779                 __ClearPageReserved(p);
780                 set_page_count(p, 0);
781         } while (++p, --i);
782
783         set_page_refcounted(page);
784         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
785         __free_pages(page, pageblock_order);
786         adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
787 }
788 #endif
789
790 /*
791  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
792  * Please do not alter this order without good reasons and regression
793  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
794  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
795  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
796  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
797  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
798  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
799  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
800  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
801  *
802  * -- nyc
803  */
804 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
805         int low, int high, struct free_area *area,
806         int migratetype)
807 {
808         unsigned long size = 1 << high;
809
810         while (high > low) {
811                 area--;
812                 high--;
813                 size >>= 1;
814                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
815
816 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
817                 if (high < debug_guardpage_minorder()) {
818                         /*
819                          * Mark as guard pages (or page), that will allow to
820                          * merge back to allocator when buddy will be freed.
821                          * Corresponding page table entries will not be touched,
822                          * pages will stay not present in virtual address space
823                          */
824                         INIT_LIST_HEAD(&page[size].lru);
825                         set_page_guard_flag(&page[size]);
826                         set_page_private(&page[size], high);
827                         /* Guard pages are not available for any usage */
828                         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << high),
829                                                   migratetype);
830                         continue;
831                 }
832 #endif
833                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
834                 area->nr_free++;
835                 set_page_order(&page[size], high);
836         }
837 }
838
839 /*
840  * This page is about to be returned from the page allocator
841  */
842 static inline int check_new_page(struct page *page)
843 {
844         if (unlikely(page_mapcount(page) |
845                 (page->mapping != NULL)  |
846                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
847                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
848                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
849                 bad_page(page);
850                 return 1;
851         }
852         return 0;
853 }
854
855 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
856 {
857         int i;
858
859         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
860                 struct page *p = page + i;
861                 if (unlikely(check_new_page(p)))
862                         return 1;
863         }
864
865         set_page_private(page, 0);
866         set_page_refcounted(page);
867
868         arch_alloc_page(page, order);
869         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
870
871         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
872                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
873
874         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
875                 prep_compound_page(page, order);
876
877         return 0;
878 }
879
880 /*
881  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
882  * the smallest available page from the freelists
883  */
884 static inline
885 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
886                                                 int migratetype)
887 {
888         unsigned int current_order;
889         struct free_area *area;
890         struct page *page;
891
892         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
893         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
894                 area = &(zone->free_area[current_order]);
895                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
896                         continue;
897
898                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
899                                                         struct page, lru);
900                 list_del(&page->lru);
901                 rmv_page_order(page);
902                 area->nr_free--;
903                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
904                 return page;
905         }
906
907         return NULL;
908 }
909
910
911 /*
912  * This array describes the order lists are fallen back to when
913  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
914  */
915 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
916         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
917         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
918 #ifdef CONFIG_CMA
919         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_CMA,         MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
920         [MIGRATE_CMA]         = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
921 #else
922         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
923 #endif
924         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
925 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
926         [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
927 #endif
928 };
929
930 /*
931  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
932  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
933  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
934  */
935 int move_freepages(struct zone *zone,
936                           struct page *start_page, struct page *end_page,
937                           int migratetype)
938 {
939         struct page *page;
940         unsigned long order;
941         int pages_moved = 0;
942
943 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
944         /*
945          * page_zone is not safe to call in this context when
946          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
947          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
948          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
949          * grouping pages by mobility
950          */
951         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
952 #endif
953
954         for (page = start_page; page <= end_page;) {
955                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
956                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
957
958                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
959                         page++;
960                         continue;
961                 }
962
963                 if (!PageBuddy(page)) {
964                         page++;
965                         continue;
966                 }
967
968                 order = page_order(page);
969                 list_move(&page->lru,
970                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
971                 set_freepage_migratetype(page, migratetype);
972                 page += 1 << order;
973                 pages_moved += 1 << order;
974         }
975
976         return pages_moved;
977 }
978
979 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
980                                 int migratetype)
981 {
982         unsigned long start_pfn, end_pfn;
983         struct page *start_page, *end_page;
984
985         start_pfn = page_to_pfn(page);
986         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
987         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
988         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
989         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
990
991         /* Do not cross zone boundaries */
992         if (!zone_spans_pfn(zone, start_pfn))
993                 start_page = page;
994         if (!zone_spans_pfn(zone, end_pfn))
995                 return 0;
996
997         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
998 }
999
1000 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
1001                                         int start_order, int migratetype)
1002 {
1003         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
1004
1005         while (nr_pageblocks--) {
1006                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
1007                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
1008         }
1009 }
1010
1011 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
1012 static inline struct page *
1013 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
1014 {
1015         struct free_area *area;
1016         int current_order;
1017         struct page *page;
1018         int migratetype, i;
1019
1020         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
1021         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
1022                                                 --current_order) {
1023                 for (i = 0;; i++) {
1024                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
1025
1026                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
1027                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
1028                                 break;
1029
1030                         area = &(zone->free_area[current_order]);
1031                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
1032                                 continue;
1033
1034                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
1035                                         struct page, lru);
1036                         area->nr_free--;
1037
1038                         /*
1039                          * If breaking a large block of pages, move all free
1040                          * pages to the preferred allocation list. If falling
1041                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
1042                          * aggressive about taking ownership of free pages
1043                          *
1044                          * On the other hand, never change migration
1045                          * type of MIGRATE_CMA pageblocks nor move CMA
1046                          * pages on different free lists. We don't
1047                          * want unmovable pages to be allocated from
1048                          * MIGRATE_CMA areas.
1049                          */
1050                         if (!is_migrate_cma(migratetype) &&
1051                             (current_order >= pageblock_order / 2 ||
1052                              start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
1053                              page_group_by_mobility_disabled)) {
1054                                 int pages;
1055                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
1056                                                                 start_migratetype);
1057
1058                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
1059                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
1060                                                 page_group_by_mobility_disabled)
1061                                         set_pageblock_migratetype(page,
1062                                                                 start_migratetype);
1063
1064                                 migratetype = start_migratetype;
1065                         }
1066
1067                         /* Remove the page from the freelists */
1068                         list_del(&page->lru);
1069                         rmv_page_order(page);
1070
1071                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
1072                         if (current_order >= pageblock_order &&
1073                             !is_migrate_cma(migratetype))
1074                                 change_pageblock_range(page, current_order,
1075                                                         start_migratetype);
1076
1077                         expand(zone, page, order, current_order, area,
1078                                is_migrate_cma(migratetype)
1079                              ? migratetype : start_migratetype);
1080
1081                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
1082                                 start_migratetype, migratetype);
1083
1084                         return page;
1085                 }
1086         }
1087
1088         return NULL;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1093  * Call me with the zone->lock already held.
1094  */
1095 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1096                                                 int migratetype)
1097 {
1098         struct page *page;
1099
1100 retry_reserve:
1101         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1102
1103         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1104                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1105
1106                 /*
1107                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1108                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1109                  * and we want just one call site
1110                  */
1111                 if (!page) {
1112                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1113                         goto retry_reserve;
1114                 }
1115         }
1116
1117         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1118         return page;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1123  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1124  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1125  */
1126 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
1127                         unsigned long count, struct list_head *list,
1128                         int migratetype, int cold)
1129 {
1130         int mt = migratetype, i;
1131
1132         spin_lock(&zone->lock);
1133         for (i = 0; i < count; ++i) {
1134                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1135                 if (unlikely(page == NULL))
1136                         break;
1137
1138                 /*
1139                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1140                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1141                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1142                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1143                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1144                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1145                  * properly.
1146                  */
1147                 if (likely(cold == 0))
1148                         list_add(&page->lru, list);
1149                 else
1150                         list_add_tail(&page->lru, list);
1151                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
1152                         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1153                         if (!is_migrate_cma(mt) && !is_migrate_isolate(mt))
1154                                 mt = migratetype;
1155                 }
1156                 set_freepage_migratetype(page, mt);
1157                 list = &page->lru;
1158                 if (is_migrate_cma(mt))
1159                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
1160                                               -(1 << order));
1161         }
1162         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1163         spin_unlock(&zone->lock);
1164         return i;
1165 }
1166
1167 #ifdef CONFIG_NUMA
1168 /*
1169  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1170  * currently executing processor on remote nodes after they have
1171  * expired.
1172  *
1173  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1174  * a single processor.
1175  */
1176 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1177 {
1178         unsigned long flags;
1179         int to_drain;
1180         unsigned long batch;
1181
1182         local_irq_save(flags);
1183         batch = ACCESS_ONCE(pcp->batch);
1184         if (pcp->count >= batch)
1185                 to_drain = batch;
1186         else
1187                 to_drain = pcp->count;
1188         if (to_drain > 0) {
1189                 free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1190                 pcp->count -= to_drain;
1191         }
1192         local_irq_restore(flags);
1193 }
1194 #endif
1195
1196 /*
1197  * Drain pages of the indicated processor.
1198  *
1199  * The processor must either be the current processor and the
1200  * thread pinned to the current processor or a processor that
1201  * is not online.
1202  */
1203 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1204 {
1205         unsigned long flags;
1206         struct zone *zone;
1207
1208         for_each_populated_zone(zone) {
1209                 struct per_cpu_pageset *pset;
1210                 struct per_cpu_pages *pcp;
1211
1212                 local_irq_save(flags);
1213                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1214
1215                 pcp = &pset->pcp;
1216                 if (pcp->count) {
1217                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1218                         pcp->count = 0;
1219                 }
1220                 local_irq_restore(flags);
1221         }
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1226  */
1227 void drain_local_pages(void *arg)
1228 {
1229         drain_pages(smp_processor_id());
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
1234  *
1235  * Note that this code is protected against sending an IPI to an offline
1236  * CPU but does not guarantee sending an IPI to newly hotplugged CPUs:
1237  * on_each_cpu_mask() blocks hotplug and won't talk to offlined CPUs but
1238  * nothing keeps CPUs from showing up after we populated the cpumask and
1239  * before the call to on_each_cpu_mask().
1240  */
1241 void drain_all_pages(void)
1242 {
1243         int cpu;
1244         struct per_cpu_pageset *pcp;
1245         struct zone *zone;
1246
1247         /*
1248          * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
1249          * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
1250          */
1251         static cpumask_t cpus_with_pcps;
1252
1253         /*
1254          * We don't care about racing with CPU hotplug event
1255          * as offline notification will cause the notified
1256          * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
1257          * disables preemption as part of its processing
1258          */
1259         for_each_online_cpu(cpu) {
1260                 bool has_pcps = false;
1261                 for_each_populated_zone(zone) {
1262                         pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1263                         if (pcp->pcp.count) {
1264                                 has_pcps = true;
1265                                 break;
1266                         }
1267                 }
1268                 if (has_pcps)
1269                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1270                 else
1271                         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1272         }
1273         on_each_cpu_mask(&cpus_with_pcps, drain_local_pages, NULL, 1);
1274 }
1275
1276 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1277
1278 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1279 {
1280         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1281         unsigned long flags;
1282         int order, t;
1283         struct list_head *curr;
1284
1285         if (!zone->spanned_pages)
1286                 return;
1287
1288         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1289
1290         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1291         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1292                 if (pfn_valid(pfn)) {
1293                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1294
1295                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1296                                 swsusp_unset_page_free(page);
1297                 }
1298
1299         for_each_migratetype_order(order, t) {
1300                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1301                         unsigned long i;
1302
1303                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1304                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1305                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1306                 }
1307         }
1308         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1309 }
1310 #endif /* CONFIG_PM */
1311
1312 /*
1313  * Free a 0-order page
1314  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1315  */
1316 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1317 {
1318         struct zone *zone = page_zone(page);
1319         struct per_cpu_pages *pcp;
1320         unsigned long flags;
1321         int migratetype;
1322
1323         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1324                 return;
1325
1326         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1327         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1328         local_irq_save(flags);
1329         __count_vm_event(PGFREE);
1330
1331         /*
1332          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1333          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1334          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1335          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1336          * excessively into the page allocator
1337          */
1338         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1339                 if (unlikely(is_migrate_isolate(migratetype))) {
1340                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1341                         goto out;
1342                 }
1343                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1344         }
1345
1346         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1347         if (cold)
1348                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1349         else
1350                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1351         pcp->count++;
1352         if (pcp->count >= pcp->high) {
1353                 unsigned long batch = ACCESS_ONCE(pcp->batch);
1354                 free_pcppages_bulk(zone, batch, pcp);
1355                 pcp->count -= batch;
1356         }
1357
1358 out:
1359         local_irq_restore(flags);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Free a list of 0-order pages
1364  */
1365 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, int cold)
1366 {
1367         struct page *page, *next;
1368
1369         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1370                 trace_mm_page_free_batched(page, cold);
1371                 free_hot_cold_page(page, cold);
1372         }
1373 }
1374
1375 /*
1376  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1377  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1378  * Each sub-page must be freed individually.
1379  *
1380  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1381  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1382  */
1383 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1384 {
1385         int i;
1386
1387         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1388         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1389
1390 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1391         /*
1392          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1393          * otherwise free the whole shadow.
1394          */
1395         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1396                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1397 #endif
1398
1399         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1400                 set_page_refcounted(page + i);
1401 }
1402 EXPORT_SYMBOL_GPL(split_page);
1403
1404 static int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
1405 {
1406         unsigned long watermark;
1407         struct zone *zone;
1408         int mt;
1409
1410         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1411
1412         zone = page_zone(page);
1413         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1414
1415         if (!is_migrate_isolate(mt)) {
1416                 /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1417                 watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1418                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1419                         return 0;
1420
1421                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
1422         }
1423
1424         /* Remove page from free list */
1425         list_del(&page->lru);
1426         zone->free_area[order].nr_free--;
1427         rmv_page_order(page);
1428
1429         /* Set the pageblock if the isolated page is at least a pageblock */
1430         if (order >= pageblock_order - 1) {
1431                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1432                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
1433                         int mt = get_pageblock_migratetype(page);
1434                         if (!is_migrate_isolate(mt) && !is_migrate_cma(mt))
1435                                 set_pageblock_migratetype(page,
1436                                                           MIGRATE_MOVABLE);
1437                 }
1438         }
1439
1440         return 1UL << order;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1445  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1446  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1447  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1448  * are enabled.
1449  *
1450  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1451  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1452  */
1453 int split_free_page(struct page *page)
1454 {
1455         unsigned int order;
1456         int nr_pages;
1457
1458         order = page_order(page);
1459
1460         nr_pages = __isolate_free_page(page, order);
1461         if (!nr_pages)
1462                 return 0;
1463
1464         /* Split into individual pages */
1465         set_page_refcounted(page);
1466         split_page(page, order);
1467         return nr_pages;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1472  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1473  * or two.
1474  */
1475 static inline
1476 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1477                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1478                         int migratetype)
1479 {
1480         unsigned long flags;
1481         struct page *page;
1482         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1483
1484 again:
1485         if (likely(order == 0)) {
1486                 struct per_cpu_pages *pcp;
1487                 struct list_head *list;
1488
1489                 local_irq_save(flags);
1490                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1491                 list = &pcp->lists[migratetype];
1492                 if (list_empty(list)) {
1493                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1494                                         pcp->batch, list,
1495                                         migratetype, cold);
1496                         if (unlikely(list_empty(list)))
1497                                 goto failed;
1498                 }
1499
1500                 if (cold)
1501                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1502                 else
1503                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1504
1505                 list_del(&page->lru);
1506                 pcp->count--;
1507         } else {
1508                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1509                         /*
1510                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1511                          *
1512                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1513                          * properly detect and handle allocation failures.
1514                          *
1515                          * We most definitely don't want callers attempting to
1516                          * allocate greater than order-1 page units with
1517                          * __GFP_NOFAIL.
1518                          */
1519                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1520                 }
1521                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1522                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1523                 spin_unlock(&zone->lock);
1524                 if (!page)
1525                         goto failed;
1526                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
1527                                           get_pageblock_migratetype(page));
1528         }
1529
1530         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1531         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1532         local_irq_restore(flags);
1533
1534         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1535         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1536                 goto again;
1537         return page;
1538
1539 failed:
1540         local_irq_restore(flags);
1541         return NULL;
1542 }
1543
1544 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1545
1546 static struct {
1547         struct fault_attr attr;
1548
1549         u32 ignore_gfp_highmem;
1550         u32 ignore_gfp_wait;
1551         u32 min_order;
1552 } fail_page_alloc = {
1553         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1554         .ignore_gfp_wait = 1,
1555         .ignore_gfp_highmem = 1,
1556         .min_order = 1,
1557 };
1558
1559 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1560 {
1561         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1562 }
1563 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1564
1565 static bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1566 {
1567         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1568                 return false;
1569         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1570                 return false;
1571         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1572                 return false;
1573         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1574                 return false;
1575
1576         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1577 }
1578
1579 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1580
1581 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1582 {
1583         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1584         struct dentry *dir;
1585
1586         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1587                                         &fail_page_alloc.attr);
1588         if (IS_ERR(dir))
1589                 return PTR_ERR(dir);
1590
1591         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1592                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1593                 goto fail;
1594         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1595                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1596                 goto fail;
1597         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1598                                 &fail_page_alloc.min_order))
1599                 goto fail;
1600
1601         return 0;
1602 fail:
1603         debugfs_remove_recursive(dir);
1604
1605         return -ENOMEM;
1606 }
1607
1608 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1609
1610 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1611
1612 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1613
1614 static inline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1615 {
1616         return false;
1617 }
1618
1619 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1620
1621 /*
1622  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1623  * of the allocation.
1624  */
1625 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1626                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1627 {
1628         /* free_pages my go negative - that's OK */
1629         long min = mark;
1630         long lowmem_reserve = z->lowmem_reserve[classzone_idx];
1631         int o;
1632         long free_cma = 0;
1633
1634         free_pages -= (1 << order) - 1;
1635         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1636                 min -= min / 2;
1637         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1638                 min -= min / 4;
1639 #ifdef CONFIG_CMA
1640         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
1641         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
1642                 free_cma = zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
1643 #endif
1644
1645         if (free_pages - free_cma <= min + lowmem_reserve)
1646                 return false;
1647         for (o = 0; o < order; o++) {
1648                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1649                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1650
1651                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1652                 min >>= 1;
1653
1654                 if (free_pages <= min)
1655                         return false;
1656         }
1657         return true;
1658 }
1659
1660 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1661                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1662 {
1663         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1664                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1665 }
1666
1667 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1668                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1669 {
1670         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1671
1672         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1673                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1674
1675         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1676                                                                 free_pages);
1677 }
1678
1679 #ifdef CONFIG_NUMA
1680 /*
1681  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1682  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1683  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1684  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1685  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1686  *
1687  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1688  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1689  * tasks mems_allowed, or node_states[N_MEMORY].)
1690  *
1691  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1692  * nothing and returns NULL.
1693  *
1694  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1695  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1696  *
1697  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1698  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1699  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1700  * quickly as we can.
1701  */
1702 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1703 {
1704         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1705         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1706
1707         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1708         if (!zlc)
1709                 return NULL;
1710
1711         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1712                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1713                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1714         }
1715
1716         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1717                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1718                                         &node_states[N_MEMORY];
1719         return allowednodes;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1724  * if it is worth looking at further for free memory:
1725  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1726  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1727  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1728  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1729  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1730  * else return false (zero) if it is not.
1731  *
1732  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1733  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1734  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1735  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1736  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1737  * into the second scan of the zonelist.
1738  *
1739  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1740  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1741  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1742  * unturned looking for a free page.
1743  */
1744 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1745                                                 nodemask_t *allowednodes)
1746 {
1747         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1748         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1749         int n;                          /* node that zone *z is on */
1750
1751         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1752         if (!zlc)
1753                 return 1;
1754
1755         i = z - zonelist->_zonerefs;
1756         n = zlc->z_to_n[i];
1757
1758         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1759         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1764  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1765  * from that zone don't waste time re-examining it.
1766  */
1767 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1768 {
1769         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1770         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1771
1772         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1773         if (!zlc)
1774                 return;
1775
1776         i = z - zonelist->_zonerefs;
1777
1778         set_bit(i, zlc->fullzones);
1779 }
1780
1781 /*
1782  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1783  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1784  */
1785 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1786 {
1787         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1788
1789         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1790         if (!zlc)
1791                 return;
1792
1793         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1794 }
1795
1796 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1797 {
1798         return node_isset(local_zone->node, zone->zone_pgdat->reclaim_nodes);
1799 }
1800
1801 static void __paginginit init_zone_allows_reclaim(int nid)
1802 {
1803         int i;
1804
1805         for_each_online_node(i)
1806                 if (node_distance(nid, i) <= RECLAIM_DISTANCE)
1807                         node_set(i, NODE_DATA(nid)->reclaim_nodes);
1808                 else
1809                         zone_reclaim_mode = 1;
1810 }
1811
1812 #else   /* CONFIG_NUMA */
1813
1814 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1815 {
1816         return NULL;
1817 }
1818
1819 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1820                                 nodemask_t *allowednodes)
1821 {
1822         return 1;
1823 }
1824
1825 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1826 {
1827 }
1828
1829 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1830 {
1831 }
1832
1833 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1834 {
1835         return true;
1836 }
1837
1838 static inline void init_zone_allows_reclaim(int nid)
1839 {
1840 }
1841 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1842
1843 /*
1844  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1845  * a page.
1846  */
1847 static struct page *
1848 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1849                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1850                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1851 {
1852         struct zoneref *z;
1853         struct page *page = NULL;
1854         int classzone_idx;
1855         struct zone *zone;
1856         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1857         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1858         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1859
1860         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1861 zonelist_scan:
1862         /*
1863          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1864          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1865          */
1866         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1867                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1868                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1869                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1870                                 continue;
1871                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1872                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1873                                 continue;
1874                 /*
1875                  * When allocating a page cache page for writing, we
1876                  * want to get it from a zone that is within its dirty
1877                  * limit, such that no single zone holds more than its
1878                  * proportional share of globally allowed dirty pages.
1879                  * The dirty limits take into account the zone's
1880                  * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
1881                  * should be able to balance it without having to
1882                  * write pages from its LRU list.
1883                  *
1884                  * This may look like it could increase pressure on
1885                  * lower zones by failing allocations in higher zones
1886                  * before they are full.  But the pages that do spill
1887                  * over are limited as the lower zones are protected
1888                  * by this very same mechanism.  It should not become
1889                  * a practical burden to them.
1890                  *
1891                  * XXX: For now, allow allocations to potentially
1892                  * exceed the per-zone dirty limit in the slowpath
1893                  * (ALLOC_WMARK_LOW unset) before going into reclaim,
1894                  * which is important when on a NUMA setup the allowed
1895                  * zones are together not big enough to reach the
1896                  * global limit.  The proper fix for these situations
1897                  * will require awareness of zones in the
1898                  * dirty-throttling and the flusher threads.
1899                  */
1900                 if ((alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW) &&
1901                     (gfp_mask & __GFP_WRITE) && !zone_dirty_ok(zone))
1902                         goto this_zone_full;
1903
1904                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1905                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1906                         unsigned long mark;
1907                         int ret;
1908
1909                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1910                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1911                                     classzone_idx, alloc_flags))
1912                                 goto try_this_zone;
1913
1914                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
1915                                         !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1916                                 /*
1917                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1918                                  * and before considering the first zone allowed
1919                                  * by the cpuset.
1920                                  */
1921                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1922                                 zlc_active = 1;
1923                                 did_zlc_setup = 1;
1924                         }
1925
1926                         if (zone_reclaim_mode == 0 ||
1927                             !zone_allows_reclaim(preferred_zone, zone))
1928                                 goto this_zone_full;
1929
1930                         /*
1931                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1932                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1933                          */
1934                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1935                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1936                                 continue;
1937
1938                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1939                         switch (ret) {
1940                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1941                                 /* did not scan */
1942                                 continue;
1943                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1944                                 /* scanned but unreclaimable */
1945                                 continue;
1946                         default:
1947                                 /* did we reclaim enough */
1948                                 if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1949                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1950                                         goto try_this_zone;
1951
1952                                 /*
1953                                  * Failed to reclaim enough to meet watermark.
1954                                  * Only mark the zone full if checking the min
1955                                  * watermark or if we failed to reclaim just
1956                                  * 1<<order pages or else the page allocator
1957                                  * fastpath will prematurely mark zones full
1958                                  * when the watermark is between the low and
1959                                  * min watermarks.
1960                                  */
1961                                 if (((alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK) == ALLOC_WMARK_MIN) ||
1962                                     ret == ZONE_RECLAIM_SOME)
1963                                         goto this_zone_full;
1964
1965                                 continue;
1966                         }
1967                 }
1968
1969 try_this_zone:
1970                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1971                                                 gfp_mask, migratetype);
1972                 if (page)
1973                         break;
1974 this_zone_full:
1975                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
1976                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1977         }
1978
1979         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && page == NULL && zlc_active)) {
1980                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1981                 zlc_active = 0;
1982                 goto zonelist_scan;
1983         }
1984
1985         if (page)
1986                 /*
1987                  * page->pfmemalloc is set when ALLOC_NO_WATERMARKS was
1988                  * necessary to allocate the page. The expectation is
1989                  * that the caller is taking steps that will free more
1990                  * memory. The caller should avoid the page being used
1991                  * for !PFMEMALLOC purposes.
1992                  */
1993                 page->pfmemalloc = !!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS);
1994
1995         return page;
1996 }
1997
1998 /*
1999  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
2000  * meminfo in irq context.
2001  */
2002 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
2003 {
2004         bool ret = false;
2005
2006 #if NODES_SHIFT > 8
2007         ret = in_interrupt();
2008 #endif
2009         return ret;
2010 }
2011
2012 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
2013                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2014                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2015
2016 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
2017 {
2018         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2019
2020         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs) ||
2021             debug_guardpage_minorder() > 0)
2022                 return;
2023
2024         /*
2025          * Walking all memory to count page types is very expensive and should
2026          * be inhibited in non-blockable contexts.
2027          */
2028         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2029                 filter |= SHOW_MEM_FILTER_PAGE_COUNT;
2030
2031         /*
2032          * This documents exceptions given to allocations in certain
2033          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
2034          * of allowed nodes.
2035          */
2036         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2037                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2038                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
2039                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2040         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2041                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2042
2043         if (fmt) {
2044                 struct va_format vaf;
2045                 va_list args;
2046
2047                 va_start(args, fmt);
2048
2049                 vaf.fmt = fmt;
2050                 vaf.va = &args;
2051
2052                 pr_warn("%pV", &vaf);
2053
2054                 va_end(args);
2055         }
2056
2057         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
2058                 current->comm, order, gfp_mask);
2059
2060         dump_stack();
2061         if (!should_suppress_show_mem())
2062                 show_mem(filter);
2063 }
2064
2065 static inline int
2066 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2067                                 unsigned long did_some_progress,
2068                                 unsigned long pages_reclaimed)
2069 {
2070         /* Do not loop if specifically requested */
2071         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2072                 return 0;
2073
2074         /* Always retry if specifically requested */
2075         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2076                 return 1;
2077
2078         /*
2079          * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can prevent reclaim
2080          * making forward progress without invoking OOM. Suspend also disables
2081          * storage devices so kswapd will not help. Bail if we are suspending.
2082          */
2083         if (!did_some_progress && pm_suspended_storage())
2084                 return 0;
2085
2086         /*
2087          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
2088          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
2089          * implementations.
2090          */
2091         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2092                 return 1;
2093
2094         /*
2095          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
2096          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
2097          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
2098          * large as the allocation's order. In both cases, if the
2099          * allocation still fails, we stop retrying.
2100          */
2101         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
2102                 return 1;
2103
2104         return 0;
2105 }
2106
2107 static inline struct page *
2108 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2109         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2110         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2111         int migratetype)
2112 {
2113         struct page *page;
2114
2115         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
2116         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
2117                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
2118                 return NULL;
2119         }
2120
2121         /*
2122          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
2123          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
2124          * we're still under heavy pressure.
2125          */
2126         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
2127                 order, zonelist, high_zoneidx,
2128                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
2129                 preferred_zone, migratetype);
2130         if (page)
2131                 goto out;
2132
2133         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2134                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
2135                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2136                         goto out;
2137                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
2138                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2139                         goto out;
2140                 /*
2141                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
2142                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
2143                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
2144                  * it specifies __GFP_THISNODE.
2145                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
2146                  */
2147                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
2148                         goto out;
2149         }
2150         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
2151         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask, false);
2152
2153 out:
2154         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
2155         return page;
2156 }
2157
2158 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2159 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
2160 static struct page *
2161 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2162         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2163         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2164         int migratetype, bool sync_migration,
2165         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2166         unsigned long *did_some_progress)
2167 {
2168         if (!order)
2169                 return NULL;
2170
2171         if (compaction_deferred(preferred_zone, order)) {
2172                 *deferred_compaction = true;
2173                 return NULL;
2174         }
2175
2176         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2177         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
2178                                                 nodemask, sync_migration,
2179                                                 contended_compaction);
2180         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2181
2182         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
2183                 struct page *page;
2184
2185                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
2186                 drain_pages(get_cpu());
2187                 put_cpu();
2188
2189                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
2190                                 order, zonelist, high_zoneidx,
2191                                 alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2192                                 preferred_zone, migratetype);
2193                 if (page) {
2194                         preferred_zone->compact_blockskip_flush = false;
2195                         preferred_zone->compact_considered = 0;
2196                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
2197                         if (order >= preferred_zone->compact_order_failed)
2198                                 preferred_zone->compact_order_failed = order + 1;
2199                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
2200                         return page;
2201                 }
2202
2203                 /*
2204                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
2205                  * The most likely reason is that pages exist,
2206                  * but not enough to satisfy watermarks.
2207                  */
2208                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
2209
2210                 /*
2211                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
2212                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
2213                  */
2214                 if (sync_migration)
2215                         defer_compaction(preferred_zone, order);
2216
2217                 cond_resched();
2218         }
2219
2220         return NULL;
2221 }
2222 #else
2223 static inline struct page *
2224 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2225         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2226         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2227         int migratetype, bool sync_migration,
2228         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2229         unsigned long *did_some_progress)
2230 {
2231         return NULL;
2232 }
2233 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2234
2235 /* Perform direct synchronous page reclaim */
2236 static int
2237 __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2238                   nodemask_t *nodemask)
2239 {
2240         struct reclaim_state reclaim_state;
2241         int progress;
2242
2243         cond_resched();
2244
2245         /* We now go into synchronous reclaim */
2246         cpuset_memory_pressure_bump();
2247         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2248         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2249         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2250         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2251
2252         progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2253
2254         current->reclaim_state = NULL;
2255         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2256         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2257
2258         cond_resched();
2259
2260         return progress;
2261 }
2262
2263 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2264 static inline struct page *
2265 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2266         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2267         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2268         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
2269 {
2270         struct page *page = NULL;
2271         bool drained = false;
2272
2273         *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, zonelist,
2274                                                nodemask);
2275         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2276                 return NULL;
2277
2278         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2279         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2280                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2281
2282 retry:
2283         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2284                                         zonelist, high_zoneidx,
2285                                         alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2286                                         preferred_zone, migratetype);
2287
2288         /*
2289          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2290          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2291          */
2292         if (!page && !drained) {
2293                 drain_all_pages();
2294                 drained = true;
2295                 goto retry;
2296         }
2297
2298         return page;
2299 }
2300
2301 /*
2302  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2303  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2304  */
2305 static inline struct page *
2306 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2307         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2308         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2309         int migratetype)
2310 {
2311         struct page *page;
2312
2313         do {
2314                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2315                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2316                         preferred_zone, migratetype);
2317
2318                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2319                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2320         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2321
2322         return page;
2323 }
2324
2325 static inline
2326 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2327                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2328                                                 enum zone_type classzone_idx)
2329 {
2330         struct zoneref *z;
2331         struct zone *zone;
2332
2333         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2334                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2335 }
2336
2337 static inline int
2338 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2339 {
2340         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2341         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2342
2343         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2344         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2345
2346         /*
2347          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2348          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2349          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2350          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2351          */
2352         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2353
2354         if (!wait) {
2355                 /*
2356                  * Not worth trying to allocate harder for
2357                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2358                  */
2359                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2360                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2361                 /*
2362                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2363                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2364                  */
2365                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2366         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2367                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2368
2369         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2370                 if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
2371                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2372                 else if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
2373                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2374                 else if (!in_interrupt() &&
2375                                 ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2376                                  unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2377                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2378         }
2379 #ifdef CONFIG_CMA
2380         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2381                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2382 #endif
2383         return alloc_flags;
2384 }
2385
2386 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
2387 {
2388         return !!(gfp_to_alloc_flags(gfp_mask) & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2389 }
2390
2391 static inline struct page *
2392 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2393         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2394         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2395         int migratetype)
2396 {
2397         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2398         struct page *page = NULL;
2399         int alloc_flags;
2400         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2401         unsigned long did_some_progress;
2402         bool sync_migration = false;
2403         bool deferred_compaction = false;
2404         bool contended_compaction = false;
2405
2406         /*
2407          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2408          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2409          * be using allocators in order of preference for an area that is
2410          * too large.
2411          */
2412         if (order >= MAX_ORDER) {
2413                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2414                 return NULL;
2415         }
2416
2417         /*
2418          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2419          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2420          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2421          * using a larger set of nodes after it has established that the
2422          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2423          * over allocated.
2424          */
2425         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
2426                         (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2427                 goto nopage;
2428
2429 restart:
2430         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2431                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2432                                                 zone_idx(preferred_zone));
2433
2434         /*
2435          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2436          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2437          * to how we want to proceed.
2438          */
2439         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2440
2441         /*
2442          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2443          * cpusets.
2444          */
2445         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2446                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2447                                         &preferred_zone);
2448
2449 rebalance:
2450         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2451         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2452                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2453                         preferred_zone, migratetype);
2454         if (page)
2455                 goto got_pg;
2456
2457         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2458         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2459                 /*
2460                  * Ignore mempolicies if ALLOC_NO_WATERMARKS on the grounds
2461                  * the allocation is high priority and these type of
2462                  * allocations are system rather than user orientated
2463                  */
2464                 zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);
2465
2466                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2467                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2468                                 preferred_zone, migratetype);
2469                 if (page) {
2470                         goto got_pg;
2471                 }
2472         }
2473
2474         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2475         if (!wait)
2476                 goto nopage;
2477
2478         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2479         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2480                 goto nopage;
2481
2482         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2483         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2484                 goto nopage;
2485
2486         /*
2487          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2488          * attempts after direct reclaim are synchronous
2489          */
2490         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2491                                         zonelist, high_zoneidx,
2492                                         nodemask,
2493                                         alloc_flags, preferred_zone,
2494                                         migratetype, sync_migration,
2495                                         &contended_compaction,
2496                                         &deferred_compaction,
2497                                         &did_some_progress);
2498         if (page)
2499                 goto got_pg;
2500         sync_migration = true;
2501
2502         /*
2503          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2504          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2505          * requested a movable allocation that does not heavily disrupt the
2506          * system then fail the allocation instead of entering direct reclaim.
2507          */
2508         if ((deferred_compaction || contended_compaction) &&
2509                                                 (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2510                 goto nopage;
2511
2512         /* Try direct reclaim and then allocating */
2513         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2514                                         zonelist, high_zoneidx,
2515                                         nodemask,
2516                                         alloc_flags, preferred_zone,
2517                                         migratetype, &did_some_progress);
2518         if (page)
2519                 goto got_pg;
2520
2521         /*
2522          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2523          * running out of options and have to consider going OOM
2524          */
2525         if (!did_some_progress) {
2526                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2527                         if (oom_killer_disabled)
2528                                 goto nopage;
2529                         /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
2530                         if ((current->flags & PF_DUMPCORE) &&
2531                             !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2532                                 goto nopage;
2533                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2534                                         zonelist, high_zoneidx,
2535                                         nodemask, preferred_zone,
2536                                         migratetype);
2537                         if (page)
2538                                 goto got_pg;
2539
2540                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2541                                 /*
2542                                  * The oom killer is not called for high-order
2543                                  * allocations that may fail, so if no progress
2544                                  * is being made, there are no other options and
2545                                  * retrying is unlikely to help.
2546                                  */
2547                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2548                                         goto nopage;
2549                                 /*
2550                                  * The oom killer is not called for lowmem
2551                                  * allocations to prevent needlessly killing
2552                                  * innocent tasks.
2553                                  */
2554                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2555                                         goto nopage;
2556                         }
2557
2558                         goto restart;
2559                 }
2560         }
2561
2562         /* Check if we should retry the allocation */
2563         pages_reclaimed += did_some_progress;
2564         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, did_some_progress,
2565                                                 pages_reclaimed)) {
2566                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2567                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2568                 goto rebalance;
2569         } else {
2570                 /*
2571                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2572                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2573                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2574                  */
2575                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2576                                         zonelist, high_zoneidx,
2577                                         nodemask,
2578                                         alloc_flags, preferred_zone,
2579                                         migratetype, sync_migration,
2580                                         &contended_compaction,
2581                                         &deferred_compaction,
2582                                         &did_some_progress);
2583                 if (page)
2584                         goto got_pg;
2585         }
2586
2587 nopage:
2588         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2589         return page;
2590 got_pg:
2591         if (kmemcheck_enabled)
2592                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2593
2594         return page;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2599  */
2600 struct page *
2601 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2602                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2603 {
2604         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2605         struct zone *preferred_zone;
2606         struct page *page = NULL;
2607         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2608         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2609         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET;
2610         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2611
2612         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2613
2614         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2615
2616         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2617
2618         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2619                 return NULL;
2620
2621         /*
2622          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2623          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2624          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2625          */
2626         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2627                 return NULL;
2628
2629         /*
2630          * Will only have any effect when __GFP_KMEMCG is set.  This is
2631          * verified in the (always inline) callee
2632          */
2633         if (!memcg_kmem_newpage_charge(gfp_mask, &memcg, order))
2634                 return NULL;
2635
2636 retry_cpuset:
2637         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2638
2639         /* The preferred zone is used for statistics later */
2640         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2641                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2642                                 &preferred_zone);
2643         if (!preferred_zone)
2644                 goto out;
2645
2646 #ifdef CONFIG_CMA
2647         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2648                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2649 #endif
2650         /* First allocation attempt */
2651         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2652                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags,
2653                         preferred_zone, migratetype);
2654         if (unlikely(!page)) {
2655                 /*
2656                  * Runtime PM, block IO and its error handling path
2657                  * can deadlock because I/O on the device might not
2658                  * complete.
2659                  */
2660                 gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask);
2661                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2662                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2663                                 preferred_zone, migratetype);
2664         }
2665
2666         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2667
2668 out:
2669         /*
2670          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2671          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2672          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2673          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2674          */
2675         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2676                 goto retry_cpuset;
2677
2678         memcg_kmem_commit_charge(page, memcg, order);
2679
2680         return page;
2681 }
2682 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2683
2684 /*
2685  * Common helper functions.
2686  */
2687 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2688 {
2689         struct page *page;
2690
2691         /*
2692          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2693          * a highmem page
2694          */
2695         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2696
2697         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2698         if (!page)
2699                 return 0;
2700         return (unsigned long) page_address(page);
2701 }
2702 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2703
2704 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2705 {
2706         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2707 }
2708 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2709
2710 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2711 {
2712         if (put_page_testzero(page)) {
2713                 if (order == 0)
2714                         free_hot_cold_page(page, 0);
2715                 else
2716                         __free_pages_ok(page, order);
2717         }
2718 }
2719
2720 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2721
2722 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2723 {
2724         if (addr != 0) {
2725                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2726                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2727         }
2728 }
2729
2730 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2731
2732 /*
2733  * __free_memcg_kmem_pages and free_memcg_kmem_pages will free
2734  * pages allocated with __GFP_KMEMCG.
2735  *
2736  * Those pages are accounted to a particular memcg, embedded in the
2737  * corresponding page_cgroup. To avoid adding a hit in the allocator to search
2738  * for that information only to find out that it is NULL for users who have no
2739  * interest in that whatsoever, we provide these functions.
2740  *
2741  * The caller knows better which flags it relies on.
2742  */
2743 void __free_memcg_kmem_pages(struct page *page, unsigned int order)
2744 {
2745         memcg_kmem_uncharge_pages(page, order);
2746         __free_pages(page, order);
2747 }
2748
2749 void free_memcg_kmem_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2750 {
2751         if (addr != 0) {
2752                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2753                 __free_memcg_kmem_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2754         }
2755 }
2756
2757 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2758 {
2759         if (addr) {
2760                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2761                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2762
2763                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2764                 while (used < alloc_end) {
2765                         free_page(used);
2766                         used += PAGE_SIZE;
2767                 }
2768         }
2769         return (void *)addr;
2770 }
2771
2772 /**
2773  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2774  * @size: the number of bytes to allocate
2775  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2776  *
2777  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2778  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2779  * allocate memory in power-of-two pages.
2780  *
2781  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2782  *
2783  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2784  */
2785 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2786 {
2787         unsigned int order = get_order(size);
2788         unsigned long addr;
2789
2790         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2791         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2792 }
2793 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2794
2795 /**
2796  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2797  *                         pages on a node.
2798  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2799  * @size: the number of bytes to allocate
2800  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2801  *
2802  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2803  * back.
2804  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2805  * but is not exact.
2806  */
2807 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2808 {
2809         unsigned order = get_order(size);
2810         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2811         if (!p)
2812                 return NULL;
2813         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2814 }
2815 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2816
2817 /**
2818  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2819  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2820  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2821  *
2822  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2823  */
2824 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2825 {
2826         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2827         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2828
2829         while (addr < end) {
2830                 free_page(addr);
2831                 addr += PAGE_SIZE;
2832         }
2833 }
2834 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2835
2836 /**
2837  * nr_free_zone_pages - count number of pages beyond high watermark
2838  * @offset: The zone index of the highest zone
2839  *
2840  * nr_free_zone_pages() counts the number of counts pages which are beyond the
2841  * high watermark within all zones at or below a given zone index.  For each
2842  * zone, the number of pages is calculated as:
2843  *     managed_pages - high_pages
2844  */
2845 static unsigned long nr_free_zone_pages(int offset)
2846 {
2847         struct zoneref *z;
2848         struct zone *zone;
2849
2850         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2851         unsigned long sum = 0;
2852
2853         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2854
2855         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2856                 unsigned long size = zone->managed_pages;
2857                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2858                 if (size > high)
2859                         sum += size - high;
2860         }
2861
2862         return sum;
2863 }
2864
2865 /**
2866  * nr_free_buffer_pages - count number of pages beyond high watermark
2867  *
2868  * nr_free_buffer_pages() counts the number of pages which are beyond the high
2869  * watermark within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL.
2870  */
2871 unsigned long nr_free_buffer_pages(void)
2872 {
2873         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2874 }
2875 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2876
2877 /**
2878  * nr_free_pagecache_pages - count number of pages beyond high watermark
2879  *
2880  * nr_free_pagecache_pages() counts the number of pages which are beyond the
2881  * high watermark within all zones.
2882  */
2883 unsigned long nr_free_pagecache_pages(void)
2884 {
2885         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2886 }
2887
2888 static inline void show_node(struct zone *zone)
2889 {
2890         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2891                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2892 }
2893
2894 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2895 {
2896         val->totalram = totalram_pages;
2897         val->sharedram = 0;
2898         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2899         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2900         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2901         val->freehigh = nr_free_highpages();
2902         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2903 }
2904
2905 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2906
2907 #ifdef CONFIG_NUMA
2908 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2909 {
2910         int zone_type;          /* needs to be signed */
2911         unsigned long managed_pages = 0;
2912         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2913
2914         for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++)
2915                 managed_pages += pgdat->node_zones[zone_type].managed_pages;
2916         val->totalram = managed_pages;
2917         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2918 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2919         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].managed_pages;
2920         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2921                         NR_FREE_PAGES);
2922 #else
2923         val->totalhigh = 0;
2924         val->freehigh = 0;
2925 #endif
2926         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2927 }
2928 #endif
2929
2930 /*
2931  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2932  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2933  */
2934 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2935 {
2936         bool ret = false;
2937         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2938
2939         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2940                 goto out;
2941
2942         do {
2943                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2944                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2945         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2946 out:
2947         return ret;
2948 }
2949
2950 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2951
2952 static void show_migration_types(unsigned char type)
2953 {
2954         static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
2955                 [MIGRATE_UNMOVABLE]     = 'U',
2956                 [MIGRATE_RECLAIMABLE]   = 'E',
2957                 [MIGRATE_MOVABLE]       = 'M',
2958                 [MIGRATE_RESERVE]       = 'R',
2959 #ifdef CONFIG_CMA
2960                 [MIGRATE_CMA]           = 'C',
2961 #endif
2962 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
2963                 [MIGRATE_ISOLATE]       = 'I',
2964 #endif
2965         };
2966         char tmp[MIGRATE_TYPES + 1];
2967         char *p = tmp;
2968         int i;
2969
2970         for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
2971                 if (type & (1 << i))
2972                         *p++ = types[i];
2973         }
2974
2975         *p = '\0';
2976         printk("(%s) ", tmp);
2977 }
2978
2979 /*
2980  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2981  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2982  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2983  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2984  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2985  */
2986 void show_free_areas(unsigned int filter)
2987 {
2988         int cpu;
2989         struct zone *zone;
2990
2991         for_each_populated_zone(zone) {
2992                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2993                         continue;
2994                 show_node(zone);
2995                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2996
2997                 for_each_online_cpu(cpu) {
2998                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2999
3000                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3001
3002                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
3003                                cpu, pageset->pcp.high,
3004                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
3005                 }
3006         }
3007
3008         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
3009                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
3010                 " unevictable:%lu"
3011                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
3012                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
3013                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
3014                 " free_cma:%lu\n",
3015                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
3016                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
3017                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
3018                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
3019                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
3020                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
3021                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
3022                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
3023                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
3024                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
3025                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
3026                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
3027                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
3028                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
3029                 global_page_state(NR_SHMEM),
3030                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
3031                 global_page_state(NR_BOUNCE),
3032                 global_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
3033
3034         for_each_populated_zone(zone) {
3035                 int i;
3036
3037                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3038                         continue;
3039                 show_node(zone);
3040                 printk("%s"
3041                         " free:%lukB"
3042                         " min:%lukB"
3043                         " low:%lukB"
3044                         " high:%lukB"
3045                         " active_anon:%lukB"
3046                         " inactive_anon:%lukB"
3047                         " active_file:%lukB"
3048                         " inactive_file:%lukB"
3049                         " unevictable:%lukB"
3050                         " isolated(anon):%lukB"
3051                         " isolated(file):%lukB"
3052                         " present:%lukB"
3053                         " managed:%lukB"
3054                         " mlocked:%lukB"
3055                         " dirty:%lukB"
3056                         " writeback:%lukB"
3057                         " mapped:%lukB"
3058                         " shmem:%lukB"
3059                         " slab_reclaimable:%lukB"
3060                         " slab_unreclaimable:%lukB"
3061                         " kernel_stack:%lukB"
3062                         " pagetables:%lukB"
3063                         " unstable:%lukB"
3064                         " bounce:%lukB"
3065                         " free_cma:%lukB"
3066                         " writeback_tmp:%lukB"
3067                         " pages_scanned:%lu"
3068                         " all_unreclaimable? %s"
3069                         "\n",
3070                         zone->name,
3071                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
3072                         K(min_wmark_pages(zone)),
3073                         K(low_wmark_pages(zone)),
3074                         K(high_wmark_pages(zone)),
3075                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
3076                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
3077                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
3078                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
3079                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
3080                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
3081                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
3082                         K(zone->present_pages),
3083                         K(zone->managed_pages),
3084                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
3085                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
3086                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
3087                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
3088                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
3089                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
3090                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
3091                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
3092                                 THREAD_SIZE / 1024,
3093                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
3094                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
3095                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
3096                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)),
3097                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
3098                         zone->pages_scanned,
3099                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
3100                         );
3101                 printk("lowmem_reserve[]:");
3102                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3103                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
3104                 printk("\n");
3105         }
3106
3107         for_each_populated_zone(zone) {
3108                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
3109                 unsigned char types[MAX_ORDER];
3110
3111                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3112                         continue;
3113                 show_node(zone);
3114                 printk("%s: ", zone->name);
3115
3116                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3117                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3118                         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
3119                         int type;
3120
3121                         nr[order] = area->nr_free;
3122                         total += nr[order] << order;
3123
3124                         types[order] = 0;
3125                         for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
3126                                 if (!list_empty(&area->free_list[type]))
3127                                         types[order] |= 1 << type;
3128                         }
3129                 }
3130                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3131                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3132                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
3133                         if (nr[order])
3134                                 show_migration_types(types[order]);
3135                 }
3136                 printk("= %lukB\n", K(total));
3137         }
3138
3139         hugetlb_show_meminfo();
3140
3141         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
3142
3143         show_swap_cache_info();
3144 }
3145
3146 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
3147 {
3148         zoneref->zone = zone;
3149         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Builds allocation fallback zone lists.
3154  *
3155  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
3156  */
3157 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
3158                                 int nr_zones)
3159 {
3160         struct zone *zone;
3161         enum zone_type zone_type = MAX_NR_ZONES;
3162
3163         do {
3164                 zone_type--;
3165                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
3166                 if (populated_zone(zone)) {
3167                         zoneref_set_zone(zone,
3168                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
3169                         check_highest_zone(zone_type);
3170                 }
3171         } while (zone_type);
3172
3173         return nr_zones;
3174 }
3175
3176
3177 /*
3178  *  zonelist_order:
3179  *  0 = automatic detection of better ordering.
3180  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
3181  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
3182  *
3183  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
3184  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
3185  */
3186 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
3187 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
3188 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
3189
3190 /* zonelist order in the kernel.
3191  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
3192  */
3193 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3194 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
3195
3196
3197 #ifdef CONFIG_NUMA
3198 /* The value user specified ....changed by config */
3199 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3200 /* string for sysctl */
3201 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
3202 char numa_zonelist_order[16] = "default";
3203
3204 /*
3205  * interface for configure zonelist ordering.
3206  * command line option "numa_zonelist_order"
3207  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
3208  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
3209  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
3210  */
3211
3212 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
3213 {
3214         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
3215                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3216         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
3217                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
3218         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
3219                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3220         } else {
3221                 printk(KERN_WARNING
3222                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
3223                         "%s\n", s);
3224                 return -EINVAL;
3225         }
3226         return 0;
3227 }
3228
3229 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
3230 {
3231         int ret;
3232
3233         if (!s)
3234                 return 0;
3235
3236         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
3237         if (ret == 0)
3238                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3239
3240         return ret;
3241 }
3242 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
3243
3244 /*
3245  * sysctl handler for numa_zonelist_order
3246  */
3247 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
3248                 void __user *buffer, size_t *length,
3249                 loff_t *ppos)
3250 {
3251         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
3252         int ret;
3253         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
3254
3255         mutex_lock(&zl_order_mutex);
3256         if (write) {
3257                 if (strlen((char *)table->data) >= NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN) {
3258                         ret = -EINVAL;
3259                         goto out;
3260                 }
3261                 strcpy(saved_string, (char *)table->data);
3262         }
3263         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
3264         if (ret)
3265                 goto out;
3266         if (write) {
3267                 int oldval = user_zonelist_order;
3268
3269                 ret = __parse_numa_zonelist_order((char *)table->data);
3270                 if (ret) {
3271                         /*
3272                          * bogus value.  restore saved string
3273                          */
3274                         strncpy((char *)table->data, saved_string,
3275                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3276                         user_zonelist_order = oldval;
3277                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
3278                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
3279                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
3280                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
3281                 }
3282         }
3283 out:
3284         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
3285         return ret;
3286 }
3287
3288
3289 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
3290 static int node_load[MAX_NUMNODES];
3291
3292 /**
3293  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
3294  * @node: node whose fallback list we're appending
3295  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
3296  *
3297  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
3298  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
3299  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
3300  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
3301  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
3302  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
3303  * on them otherwise.
3304  * It returns -1 if no node is found.
3305  */
3306 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
3307 {
3308         int n, val;
3309         int min_val = INT_MAX;
3310         int best_node = NUMA_NO_NODE;
3311         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
3312
3313         /* Use the local node if we haven't already */
3314         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
3315                 node_set(node, *used_node_mask);
3316                 return node;
3317         }
3318
3319         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
3320
3321                 /* Don't want a node to appear more than once */
3322                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
3323                         continue;
3324
3325                 /* Use the distance array to find the distance */
3326                 val = node_distance(node, n);
3327
3328                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
3329                 val += (n < node);
3330
3331                 /* Give preference to headless and unused nodes */
3332                 tmp = cpumask_of_node(n);
3333                 if (!cpumask_empty(tmp))
3334                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
3335
3336                 /* Slight preference for less loaded node */
3337                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
3338                 val += node_load[n];
3339
3340                 if (val < min_val) {
3341                         min_val = val;
3342                         best_node = n;
3343                 }
3344         }
3345
3346         if (best_node >= 0)
3347                 node_set(best_node, *used_node_mask);
3348
3349         return best_node;
3350 }
3351
3352
3353 /*
3354  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
3355  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
3356  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
3357  */
3358 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
3359 {
3360         int j;
3361         struct zonelist *zonelist;
3362
3363         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3364         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
3365                 ;
3366         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3367         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3368         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3369 }
3370
3371 /*
3372  * Build gfp_thisnode zonelists
3373  */
3374 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3375 {
3376         int j;
3377         struct zonelist *zonelist;
3378
3379         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
3380         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
3381         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3382         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3383 }
3384
3385 /*
3386  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
3387  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
3388  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
3389  * may still exist in local DMA zone.
3390  */
3391 static int node_order[MAX_NUMNODES];
3392
3393 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
3394 {
3395         int pos, j, node;
3396         int zone_type;          /* needs to be signed */
3397         struct zone *z;
3398         struct zonelist *zonelist;
3399
3400         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3401         pos = 0;
3402         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3403                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3404                         node = node_order[j];
3405                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3406                         if (populated_zone(z)) {
3407                                 zoneref_set_zone(z,
3408                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3409                                 check_highest_zone(zone_type);
3410                         }
3411                 }
3412         }
3413         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3414         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3415 }
3416
3417 static int default_zonelist_order(void)
3418 {
3419         int nid, zone_type;
3420         unsigned long low_kmem_size, total_size;
3421         struct zone *z;
3422         int average_size;
3423         /*
3424          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3425          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3426          * into OOM very easily.
3427          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3428          */
3429         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3430         low_kmem_size = 0;
3431         total_size = 0;
3432         for_each_online_node(nid) {
3433                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3434                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3435                         if (populated_zone(z)) {
3436                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3437                                         low_kmem_size += z->managed_pages;
3438                                 total_size += z->managed_pages;
3439                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3440                                 /*
3441                                  * If any node has only lowmem, then node order
3442                                  * is preferred to allow kernel allocations
3443                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3444                                  * on other nodes when there is an abundance of
3445                                  * lowmem available to allocate from.
3446                                  */
3447                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3448                         }
3449                 }
3450         }
3451         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3452             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3453                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3454         /*
3455          * look into each node's config.
3456          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3457          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3458          */
3459         average_size = total_size /
3460                                 (nodes_weight(node_states[N_MEMORY]) + 1);
3461         for_each_online_node(nid) {
3462                 low_kmem_size = 0;
3463                 total_size = 0;
3464                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3465                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3466                         if (populated_zone(z)) {
3467                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3468                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3469                                 total_size += z->present_pages;
3470                         }
3471                 }
3472                 if (low_kmem_size &&
3473                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3474                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3475                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3476         }
3477         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3478 }
3479
3480 static void set_zonelist_order(void)
3481 {
3482         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3483                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3484         else
3485                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3486 }
3487
3488 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3489 {
3490         int j, node, load;
3491         enum zone_type i;
3492         nodemask_t used_mask;
3493         int local_node, prev_node;
3494         struct zonelist *zonelist;
3495         int order = current_zonelist_order;
3496
3497         /* initialize zonelists */
3498         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3499                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3500                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3501                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3502         }
3503
3504         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3505         local_node = pgdat->node_id;
3506         load = nr_online_nodes;
3507         prev_node = local_node;
3508         nodes_clear(used_mask);
3509
3510         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3511         j = 0;
3512
3513         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3514                 /*
3515                  * We don't want to pressure a particular node.
3516                  * So adding penalty to the first node in same
3517                  * distance group to make it round-robin.
3518                  */
3519                 if (node_distance(local_node, node) !=
3520                     node_distance(local_node, prev_node))
3521                         node_load[node] = load;
3522
3523                 prev_node = node;
3524                 load--;
3525                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3526                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3527                 else
3528                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3529         }
3530
3531         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3532                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3533                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3534         }
3535
3536         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3537 }
3538
3539 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3540 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3541 {
3542         struct zonelist *zonelist;
3543         struct zonelist_cache *zlc;
3544         struct zoneref *z;
3545
3546         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3547         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3548         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3549         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3550                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3551 }
3552
3553 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3554 /*
3555  * Return node id of node used for "local" allocations.
3556  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3557  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3558  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3559  */
3560 int local_memory_node(int node)
3561 {
3562         struct zone *zone;
3563
3564         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3565                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3566                                    NULL,
3567                                    &zone);
3568         return zone->node;
3569 }
3570 #endif
3571
3572 #else   /* CONFIG_NUMA */
3573
3574 static void set_zonelist_order(void)
3575 {
3576         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3577 }
3578
3579 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3580 {
3581         int node, local_node;
3582         enum zone_type j;
3583         struct zonelist *zonelist;
3584
3585         local_node = pgdat->node_id;
3586
3587         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3588         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
3589
3590         /*
3591          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3592          * of all the other nodes.
3593          * We don't want to pressure a particular node, so when
3594          * building the zones for node N, we make sure that the
3595          * zones coming right after the local ones are those from
3596          * node N+1 (modulo N)
3597          */
3598         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3599                 if (!node_online(node))
3600                         continue;
3601                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3602         }
3603         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3604                 if (!node_online(node))
3605                         continue;
3606                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3607         }
3608
3609         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3610         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3611 }
3612
3613 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3614 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3615 {
3616         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3617 }
3618
3619 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3620
3621 /*
3622  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3623  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3624  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3625  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3626  * with interrupts disabled.
3627  *
3628  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3629  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3630  * hotplugged processors.
3631  *
3632  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3633  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3634  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3635  */
3636 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3637 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3638 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3639
3640 /*
3641  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3642  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3643  */
3644 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3645
3646 /* return values int ....just for stop_machine() */
3647 static int __build_all_zonelists(void *data)
3648 {
3649         int nid;
3650         int cpu;
3651         pg_data_t *self = data;
3652
3653 #ifdef CONFIG_NUMA
3654         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3655 #endif
3656
3657         if (self && !node_online(self->node_id)) {
3658                 build_zonelists(self);
3659                 build_zonelist_cache(self);
3660         }
3661
3662         for_each_online_node(nid) {
3663                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3664
3665                 build_zonelists(pgdat);
3666                 build_zonelist_cache(pgdat);
3667         }
3668
3669         /*
3670          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3671          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3672          * each zone will be allocated later when the per cpu
3673          * allocator is available.
3674          *
3675          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3676          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3677          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3678          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3679          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3680          * (a chicken-egg dilemma).
3681          */
3682         for_each_possible_cpu(cpu) {
3683                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3684
3685 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3686                 /*
3687                  * We now know the "local memory node" for each node--
3688                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3689                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3690                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3691                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3692                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3693                  */
3694                 if (cpu_online(cpu))
3695                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3696 #endif
3697         }
3698
3699         return 0;
3700 }
3701
3702 /*
3703  * Called with zonelists_mutex held always
3704  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3705  */
3706 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone)
3707 {
3708         set_zonelist_order();
3709
3710         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3711                 __build_all_zonelists(NULL);
3712                 mminit_verify_zonelist();
3713                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3714         } else {
3715 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3716                 if (zone)
3717                         setup_zone_pageset(zone);
3718 #endif
3719                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3720                    of zonelist */
3721                 stop_machine(__build_all_zonelists, pgdat, NULL);
3722                 /* cpuset refresh routine should be here */
3723         }
3724         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3725         /*
3726          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3727          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3728          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3729          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3730          * disabled and enable it later
3731          */
3732         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3733                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3734         else
3735                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3736
3737         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3738                 "Total pages: %ld\n",
3739                         nr_online_nodes,
3740                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3741                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3742                         vm_total_pages);
3743 #ifdef CONFIG_NUMA
3744         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3745 #endif
3746 }
3747
3748 /*
3749  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3750  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3751  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3752  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3753  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3754  * conservative, even though it seems large.
3755  *
3756  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3757  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3758  */
3759 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3760
3761 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3762 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3763 {
3764         unsigned long size = 1;
3765
3766         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3767
3768         while (size < pages)
3769                 size <<= 1;
3770
3771         /*
3772          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3773          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3774          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3775          */
3776         size = min(size, 4096UL);
3777
3778         return max(size, 4UL);
3779 }
3780 #else
3781 /*
3782  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3783  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3784  *
3785  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3786  *
3787  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3788  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3789  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3790  *
3791  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3792  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3793  *
3794  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3795  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3796  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3797  */
3798 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3799 {
3800         return 4096UL;
3801 }
3802 #endif
3803
3804 /*
3805  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3806  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3807  * hash function before the remainder is taken.
3808  */
3809 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3810 {
3811         return ffz(~size);
3812 }
3813
3814 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3815
3816 /*
3817  * Check if a pageblock contains reserved pages
3818  */
3819 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3820 {
3821         unsigned long pfn;
3822
3823         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3824                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3825                         return 1;
3826         }
3827         return 0;
3828 }
3829
3830 /*
3831  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3832  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3833  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3834  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3835  * blocks as reclaim kicks in
3836  */
3837 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3838 {
3839         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3840         struct page *page;
3841         unsigned long block_migratetype;
3842         int reserve;
3843
3844         /*
3845          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3846          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3847          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3848          * the block.
3849          */
3850         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3851         end_pfn = zone_end_pfn(zone);
3852         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3853         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3854                                                         pageblock_order;
3855
3856         /*
3857          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3858          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3859          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3860          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3861          * future allocation of hugepages at runtime.
3862          */
3863         reserve = min(2, reserve);
3864
3865         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3866                 if (!pfn_valid(pfn))
3867                         continue;
3868                 page = pfn_to_page(pfn);
3869
3870                 /* Watch out for overlapping nodes */
3871                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3872                         continue;
3873
3874                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3875
3876                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3877                 if (reserve > 0) {
3878                         /*
3879                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3880                          * them.
3881                          */
3882                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3883                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3884                                 continue;
3885
3886                         /* If this block is reserved, account for it */
3887                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3888                                 reserve--;
3889                                 continue;
3890                         }
3891
3892                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3893                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3894                                 set_pageblock_migratetype(page,
3895                                                         MIGRATE_RESERVE);
3896                                 move_freepages_block(zone, page,
3897                                                         MIGRATE_RESERVE);
3898                                 reserve--;
3899                                 continue;
3900                         }
3901                 }
3902
3903                 /*
3904                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3905                  * take it back
3906                  */
3907                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3908                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3909                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3910                 }
3911         }
3912 }
3913
3914 /*
3915  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3916  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3917  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3918  */
3919 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3920                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3921 {
3922         struct page *page;
3923         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3924         unsigned long pfn;
3925         struct zone *z;
3926
3927         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3928                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3929
3930         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3931         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3932                 /*
3933                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3934                  * handed to this function.  They do not
3935                  * exist on hotplugged memory.
3936                  */
3937                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3938                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3939                                 continue;
3940                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3941                                 continue;
3942                 }
3943                 page = pfn_to_page(pfn);
3944                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3945                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3946                 init_page_count(page);
3947                 page_mapcount_reset(page);
3948                 page_nid_reset_last(page);
3949                 SetPageReserved(page);
3950                 /*
3951                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3952                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3953                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3954                  * the address space during boot when many long-lived
3955                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3956                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3957                  * setup_zone_migrate_reserve()
3958                  *
3959                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3960                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3961                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3962                  * pfn out of zone.
3963                  */
3964                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3965                     && (pfn < zone_end_pfn(z))
3966                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3967                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3968
3969                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3970 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3971                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3972                 if (!is_highmem_idx(zone))
3973                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3974 #endif
3975         }
3976 }
3977
3978 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3979 {
3980         int order, t;
3981         for_each_migratetype_order(order, t) {
3982                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3983                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3984         }
3985 }
3986
3987 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3988 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3989         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3990 #endif
3991
3992 static int __meminit zone_batchsize(struct zone *zone)
3993 {
3994 #ifdef CONFIG_MMU
3995         int batch;
3996
3997         /*
3998          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3999          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
4000          *
4001          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
4002          */
4003         batch = zone->managed_pages / 1024;
4004         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
4005                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
4006         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
4007         if (batch < 1)
4008                 batch = 1;
4009
4010         /*
4011          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
4012          * of 2 value was found to be more likely to have
4013          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
4014          *
4015          * For example if 2 tasks are alternately allocating
4016          * batches of pages, one task can end up with a lot
4017          * of pages of one half of the possible page colors
4018          * and the other with pages of the other colors.
4019          */
4020         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
4021
4022         return batch;
4023
4024 #else
4025         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
4026          * conditions.
4027          *
4028          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
4029          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
4030          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
4031          *
4032          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
4033          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
4034          * can be a significant delay between the individual batches being
4035          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
4036          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
4037          */
4038         return 0;
4039 #endif
4040 }
4041
4042 /*
4043  * pcp->high and pcp->batch values are related and dependent on one another:
4044  * ->batch must never be higher then ->high.
4045  * The following function updates them in a safe manner without read side
4046  * locking.
4047  *
4048  * Any new users of pcp->batch and pcp->high should ensure they can cope with
4049  * those fields changing asynchronously (acording the the above rule).
4050  *
4051  * mutex_is_locked(&pcp_batch_high_lock) required when calling this function
4052  * outside of boot time (or some other assurance that no concurrent updaters
4053  * exist).
4054  */
4055 static void pageset_update(struct per_cpu_pages *pcp, unsigned long high,
4056                 unsigned long batch)
4057 {
4058        /* start with a fail safe value for batch */
4059         pcp->batch = 1;
4060         smp_wmb();
4061
4062        /* Update high, then batch, in order */
4063         pcp->high = high;
4064         smp_wmb();
4065
4066         pcp->batch = batch;
4067 }
4068
4069 /* a companion to pageset_set_high() */
4070 static void pageset_set_batch(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4071 {
4072         pageset_update(&p->pcp, 6 * batch, max(1UL, 1 * batch));
4073 }
4074
4075 static void pageset_init(struct per_cpu_pageset *p)
4076 {
4077         struct per_cpu_pages *pcp;
4078         int migratetype;
4079
4080         memset(p, 0, sizeof(*p));
4081
4082         pcp = &p->pcp;
4083         pcp->count = 0;
4084         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
4085                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
4086 }
4087
4088 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4089 {
4090         pageset_init(p);
4091         pageset_set_batch(p, batch);
4092 }
4093
4094 /*
4095  * pageset_set_high() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
4096  * to the value high for the pageset p.
4097  */
4098 static void pageset_set_high(struct per_cpu_pageset *p,
4099                                 unsigned long high)
4100 {
4101         unsigned long batch = max(1UL, high / 4);
4102         if ((high / 4) > (PAGE_SHIFT * 8))
4103                 batch = PAGE_SHIFT * 8;
4104
4105         pageset_update(&p->pcp, high, batch);
4106 }
4107
4108 static void __meminit pageset_set_high_and_batch(struct zone *zone,
4109                 struct per_cpu_pageset *pcp)
4110 {
4111         if (percpu_pagelist_fraction)
4112                 pageset_set_high(pcp,
4113                         (zone->managed_pages /
4114                                 percpu_pagelist_fraction));
4115         else
4116                 pageset_set_batch(pcp, zone_batchsize(zone));
4117 }
4118
4119 static void __meminit zone_pageset_init(struct zone *zone, int cpu)
4120 {
4121         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
4122
4123         pageset_init(pcp);
4124         pageset_set_high_and_batch(zone, pcp);
4125 }
4126
4127 static void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
4128 {
4129         int cpu;
4130         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
4131         for_each_possible_cpu(cpu)
4132                 zone_pageset_init(zone, cpu);
4133 }
4134
4135 /*
4136  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
4137  * Before this call only boot pagesets were available.
4138  */
4139 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
4140 {
4141         struct zone *zone;
4142
4143         for_each_populated_zone(zone)
4144                 setup_zone_pageset(zone);
4145 }
4146
4147 static noinline __init_refok
4148 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
4149 {
4150         int i;
4151         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4152         size_t alloc_size;
4153
4154         /*
4155          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
4156          * per zone.
4157          */
4158         zone->wait_table_hash_nr_entries =
4159                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
4160         zone->wait_table_bits =
4161                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
4162         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
4163                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
4164
4165         if (!slab_is_available()) {
4166                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
4167                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
4168         } else {
4169                 /*
4170                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
4171                  * via memory hot-add.
4172                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
4173                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
4174                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
4175                  * node itself as well.
4176                  * To use this new node's memory, further consideration will be
4177                  * necessary.
4178                  */
4179                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
4180         }
4181         if (!zone->wait_table)
4182                 return -ENOMEM;
4183
4184         for (i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
4185                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
4186
4187         return 0;
4188 }
4189
4190 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
4191 {
4192         /*
4193          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
4194          * relies on the ability of the linker to provide the
4195          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
4196          */
4197         zone->pageset = &boot_pageset;
4198
4199         if (zone->present_pages)
4200                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
4201                         zone->name, zone->present_pages,
4202                                          zone_batchsize(zone));
4203 }
4204
4205 int __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
4206                                         unsigned long zone_start_pfn,
4207                                         unsigned long size,
4208                                         enum memmap_context context)
4209 {
4210         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4211         int ret;
4212         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
4213         if (ret)
4214                 return ret;
4215         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
4216
4217         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
4218
4219         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
4220                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
4221                         pgdat->node_id,
4222                         (unsigned long)zone_idx(zone),
4223                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
4224
4225         zone_init_free_lists(zone);
4226
4227         return 0;
4228 }
4229
4230 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4231 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
4232 /*
4233  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
4234  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
4235  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
4236  * alternative
4237  */
4238 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4239 {
4240         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4241         int i, nid;
4242         /*
4243          * NOTE: The following SMP-unsafe globals are only used early in boot
4244          * when the kernel is running single-threaded.
4245          */
4246         static unsigned long __meminitdata last_start_pfn, last_end_pfn;
4247         static int __meminitdata last_nid;
4248
4249         if (last_start_pfn <= pfn && pfn < last_end_pfn)
4250                 return last_nid;
4251
4252         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
4253                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn) {
4254                         last_start_pfn = start_pfn;
4255                         last_end_pfn = end_pfn;
4256                         last_nid = nid;
4257                         return nid;
4258                 }
4259         /* This is a memory hole */
4260         return -1;
4261 }
4262 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
4263
4264 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4265 {
4266         int nid;
4267
4268         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4269         if (nid >= 0)
4270                 return nid;
4271         /* just returns 0 */
4272         return 0;
4273 }
4274
4275 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
4276 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
4277 {
4278         int nid;
4279
4280         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4281         if (nid >= 0 && nid != node)
4282                 return false;
4283         return true;
4284 }
4285 #endif
4286
4287 /**
4288  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
4289  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
4290  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
4291  *
4292  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4293  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4294  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
4295  */
4296 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
4297 {
4298         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4299         int i, this_nid;
4300
4301         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
4302                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
4303                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
4304
4305                 if (start_pfn < end_pfn)
4306                         free_bootmem_node(NODE_DATA(this_nid),
4307                                           PFN_PHYS(start_pfn),
4308                                           (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT);
4309         }
4310 }
4311
4312 /**
4313  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4314  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4315  *
4316  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4317  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4318  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4319  */
4320 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4321 {
4322         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4323         int i, this_nid;
4324
4325         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
4326                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
4327 }
4328
4329 /**
4330  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4331  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4332  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4333  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4334  *
4335  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4336  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4337  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4338  * PFNs will be 0.
4339  */
4340 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4341                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4342 {
4343         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
4344         int i;
4345
4346         *start_pfn = -1UL;
4347         *end_pfn = 0;
4348
4349         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
4350                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
4351                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
4352         }
4353
4354         if (*start_pfn == -1UL)
4355                 *start_pfn = 0;
4356 }
4357
4358 /*
4359  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4360  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4361  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4362  */
4363 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4364 {
4365         int zone_index;
4366         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4367                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4368                         continue;
4369
4370                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4371                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4372                         break;
4373         }
4374
4375         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4376         movable_zone = zone_index;
4377 }
4378
4379 /*
4380  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4381  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4382  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4383  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4384  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4385  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4386  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4387  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4388  */
4389 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4390                                         unsigned long zone_type,
4391                                         unsigned long node_start_pfn,
4392                                         unsigned long node_end_pfn,
4393                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4394                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4395 {
4396         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4397         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4398                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4399                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4400                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4401                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4402                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4403
4404                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4405                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4406                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4407                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4408
4409                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4410                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4411                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4412         }
4413 }
4414
4415 /*
4416  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4417  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4418  */
4419 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4420                                         unsigned long zone_type,
4421                                         unsigned long node_start_pfn,
4422                                         unsigned long node_end_pfn,
4423                                         unsigned long *ignored)
4424 {
4425         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4426
4427         /* Get the start and end of the zone */
4428         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4429         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4430         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4431                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4432                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4433
4434         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4435         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4436                 return 0;
4437
4438         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4439         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4440         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4441
4442         /* Return the spanned pages */
4443         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4444 }
4445
4446 /*
4447  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4448  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4449  */
4450 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4451                                 unsigned long range_start_pfn,
4452                                 unsigned long range_end_pfn)
4453 {
4454         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
4455         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4456         int i;
4457
4458         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4459                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4460                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4461                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
4462         }
4463         return nr_absent;
4464 }
4465
4466 /**
4467  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4468  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4469  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4470  *
4471  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4472  */
4473 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4474                                                         unsigned long end_pfn)
4475 {
4476         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4477 }
4478
4479 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4480 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4481                                         unsigned long zone_type,
4482                                         unsigned long node_start_pfn,
4483                                         unsigned long node_end_pfn,
4484                                         unsigned long *ignored)
4485 {
4486         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4487         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4488         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4489
4490         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
4491         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
4492
4493         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4494                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4495                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4496         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4497 }
4498
4499 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4500 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4501                                         unsigned long zone_type,
4502                                         unsigned long node_start_pfn,
4503                                         unsigned long node_end_pfn,
4504                                         unsigned long *zones_size)
4505 {
4506         return zones_size[zone_type];
4507 }
4508
4509 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4510                                                 unsigned long zone_type,
4511                                                 unsigned long node_start_pfn,
4512                                                 unsigned long node_end_pfn,
4513                                                 unsigned long *zholes_size)
4514 {
4515         if (!zholes_size)
4516                 return 0;
4517
4518         return zholes_size[zone_type];
4519 }
4520
4521 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4522
4523 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4524                                                 unsigned long node_start_pfn,
4525                                                 unsigned long node_end_pfn,
4526                                                 unsigned long *zones_size,
4527                                                 unsigned long *zholes_size)
4528 {
4529         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4530         enum zone_type i;
4531
4532         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4533                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4534                                                          node_start_pfn,
4535                                                          node_end_pfn,
4536                                                          zones_size);
4537         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4538
4539         realtotalpages = totalpages;
4540         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4541                 realtotalpages -=
4542                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4543                                                   node_start_pfn, node_end_pfn,
4544                                                   zholes_size);
4545         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4546         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4547                                                         realtotalpages);
4548 }
4549
4550 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4551 /*
4552  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4553  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4554  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4555  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4556  * bytes.
4557  */
4558 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
4559 {
4560         unsigned long usemapsize;
4561
4562         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
4563         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4564         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4565         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4566         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4567
4568         return usemapsize / 8;
4569 }
4570
4571 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4572                                 struct zone *zone,
4573                                 unsigned long zone_start_pfn,
4574                                 unsigned long zonesize)
4575 {
4576         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
4577         zone->pageblock_flags = NULL;
4578         if (usemapsize)
4579                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4580                                                                    usemapsize);
4581 }
4582 #else
4583 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
4584                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
4585 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4586
4587 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4588
4589 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4590 void __paginginit set_pageblock_order(void)
4591 {
4592         unsigned int order;
4593
4594         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4595         if (pageblock_order)
4596                 return;
4597
4598         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4599                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4600         else
4601                 order = MAX_ORDER - 1;
4602
4603         /*
4604          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4605          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4606          * powerpc.
4607          */
4608         pageblock_order = order;
4609 }
4610 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4611
4612 /*
4613  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4614  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4615  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4616  * the kernel config
4617  */
4618 void __paginginit set_pageblock_order(void)
4619 {
4620 }
4621
4622 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4623
4624 static unsigned long __paginginit calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
4625                                                    unsigned long present_pages)
4626 {
4627         unsigned long pages = spanned_pages;
4628
4629         /*
4630          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
4631          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
4632          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
4633          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
4634          * populated regions may not naturally algined on page boundary.
4635          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
4636          */
4637         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
4638             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
4639                 pages = present_pages;
4640
4641         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4642 }
4643
4644 /*
4645  * Set up the zone data structures:
4646  *   - mark all pages reserved
4647  *   - mark all memory queues empty
4648  *   - clear the memory bitmaps
4649  *
4650  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
4651  */
4652 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4653                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long node_end_pfn,
4654                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4655 {
4656         enum zone_type j;
4657         int nid = pgdat->node_id;
4658         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4659         int ret;
4660
4661         pgdat_resize_init(pgdat);
4662 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4663         spin_lock_init(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
4664         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
4665         pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies;
4666 #endif
4667         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4668         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
4669         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4670
4671         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4672                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4673                 unsigned long size, realsize, freesize, memmap_pages;
4674
4675                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, node_start_pfn,
4676                                                   node_end_pfn, zones_size);
4677                 realsize = freesize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4678                                                                 node_start_pfn,
4679                                                                 node_end_pfn,
4680                                                                 zholes_size);
4681
4682                 /*
4683                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
4684                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4685                  * and per-cpu initialisations
4686                  */
4687                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, realsize);
4688                 if (freesize >= memmap_pages) {
4689                         freesize -= memmap_pages;
4690                         if (memmap_pages)
4691                                 printk(KERN_DEBUG
4692                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4693                                        zone_names[j], memmap_pages);
4694                 } else
4695                         printk(KERN_WARNING
4696                                 "  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
4697                                 zone_names[j], memmap_pages, freesize);
4698
4699                 /* Account for reserved pages */
4700                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
4701                         freesize -= dma_reserve;
4702                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4703                                         zone_names[0], dma_reserve);
4704                 }
4705
4706                 if (!is_highmem_idx(j))
4707                         nr_kernel_pages += freesize;
4708                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
4709                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
4710                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
4711                 nr_all_pages += freesize;
4712
4713                 zone->spanned_pages = size;
4714                 zone->present_pages = realsize;
4715                 /*
4716                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
4717                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
4718                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
4719                  */
4720                 zone->managed_pages = is_highmem_idx(j) ? realsize : freesize;
4721 #ifdef CONFIG_NUMA
4722                 zone->node = nid;
4723                 zone->min_unmapped_pages = (freesize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4724                                                 / 100;
4725                 zone->min_slab_pages = (freesize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4726 #endif
4727                 zone->name = zone_names[j];
4728                 spin_lock_init(&zone->lock);
4729                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4730                 zone_seqlock_init(zone);
4731                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4732
4733                 zone_pcp_init(zone);
4734                 lruvec_init(&zone->lruvec);
4735                 if (!size)
4736                         continue;
4737
4738                 set_pageblock_order();
4739                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
4740                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4741                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4742                 BUG_ON(ret);
4743                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4744                 zone_start_pfn += size;
4745         }
4746 }
4747
4748 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4749 {
4750         /* Skip empty nodes */
4751         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4752                 return;
4753
4754 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4755         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4756         if (!pgdat->node_mem_map) {
4757                 unsigned long size, start, end;
4758                 struct page *map;
4759
4760                 /*
4761                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4762                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4763                  * for the buddy allocator to function correctly.
4764                  */
4765                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4766                 end = pgdat_end_pfn(pgdat);
4767                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4768                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4769                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4770                 if (!map)
4771                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4772                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4773         }
4774 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4775         /*
4776          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4777          */
4778         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4779                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4780 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4781                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4782                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4783 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4784         }
4785 #endif
4786 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4787 }
4788
4789 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4790                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4791 {
4792         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4793         unsigned long start_pfn = 0;
4794         unsigned long end_pfn = 0;
4795
4796         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
4797         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->classzone_idx);
4798
4799         pgdat->node_id = nid;
4800         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4801         init_zone_allows_reclaim(nid);
4802 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4803         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
4804 #endif
4805         calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn,
4806                                   zones_size, zholes_size);
4807
4808         alloc_node_mem_map(pgdat);
4809 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4810         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4811                 nid, (unsigned long)pgdat,
4812                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4813 #endif
4814
4815         free_area_init_core(pgdat, start_pfn, end_pfn,
4816                             zones_size, zholes_size);
4817 }
4818
4819 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4820
4821 #if MAX_NUMNODES > 1
4822 /*
4823  * Figure out the number of possible node ids.
4824  */
4825 void __init setup_nr_node_ids(void)
4826 {
4827         unsigned int node;
4828         unsigned int highest = 0;
4829
4830         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4831                 highest = node;
4832         nr_node_ids = highest + 1;
4833 }
4834 #endif
4835
4836 /**
4837  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4838  *
4839  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4840  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4841  * all the nodes.
4842  *
4843  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4844  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4845  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4846  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4847  *
4848  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4849  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4850  * populated node map.
4851  *
4852  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4853  * requirement (single node).
4854  */
4855 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4856 {
4857         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4858         unsigned long start, end, mask;
4859         int last_nid = -1;
4860         int i, nid;
4861
4862         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
4863                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4864                         last_nid = nid;
4865                         last_end = end;
4866                         continue;
4867                 }
4868
4869                 /*
4870                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4871                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4872                  * too coarse to separate the current node from the last.
4873                  */
4874                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4875                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4876                         mask <<= 1;
4877
4878                 /* accumulate all internode masks */
4879                 accl_mask |= mask;
4880         }
4881
4882         /* convert mask to number of pages */
4883         return ~accl_mask + 1;
4884 }
4885
4886 /* Find the lowest pfn for a node */
4887 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4888 {
4889         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4890         unsigned long start_pfn;
4891         int i;
4892
4893         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
4894                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
4895
4896         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4897                 printk(KERN_WARNING
4898                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4899                 return 0;
4900         }
4901
4902         return min_pfn;
4903 }
4904
4905 /**
4906  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4907  *
4908  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4909  * add_active_range().
4910  */
4911 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4912 {
4913         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4914 }
4915
4916 /*
4917  * early_calculate_totalpages()
4918  * Sum pages in active regions for movable zone.
4919  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
4920  */
4921 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4922 {
4923         unsigned long totalpages = 0;
4924         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4925         int i, nid;
4926
4927         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
4928                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
4929
4930                 totalpages += pages;
4931                 if (pages)
4932                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
4933         }
4934         return totalpages;
4935 }
4936
4937 /*
4938  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4939  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4940  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4941  * others
4942  */
4943 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
4944 {
4945         int i, nid;
4946         unsigned long usable_startpfn;
4947         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4948         /* save the state before borrow the nodemask */
4949         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
4950         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4951         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
4952
4953         /*
4954          * If movablecore was specified, calculate what size of
4955          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4956          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4957          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4958          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4959          * what movablecore would have allowed.
4960          */
4961         if (required_movablecore) {
4962                 unsigned long corepages;
4963
4964                 /*
4965                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4966                  * was requested by the user
4967                  */
4968                 required_movablecore =
4969                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4970                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4971
4972                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4973         }
4974
4975         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4976         if (!required_kernelcore)
4977                 goto out;
4978
4979         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4980         find_usable_zone_for_movable();
4981         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4982
4983 restart:
4984         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4985         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4986         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4987                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
4988
4989                 /*
4990                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4991                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4992                  * amount of memory for the kernel
4993                  */
4994                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4995                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4996
4997                 /*
4998                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4999                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
5000                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
5001                  */
5002                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
5003
5004                 /* Go through each range of PFNs within this node */
5005                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
5006                         unsigned long size_pages;
5007
5008                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
5009                         if (start_pfn >= end_pfn)
5010                                 continue;
5011
5012                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
5013                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
5014                                 unsigned long kernel_pages;
5015                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
5016                                                                 - start_pfn;
5017
5018                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
5019                                                         kernelcore_remaining);
5020                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
5021                                                         required_kernelcore);
5022
5023                                 /* Continue if range is now fully accounted */
5024                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
5025
5026                                         /*
5027                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
5028                                          * that if we have to rebalance
5029                                          * kernelcore across nodes, we will
5030                                          * not double account here
5031                                          */
5032                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
5033                                         continue;
5034                                 }
5035                                 start_pfn = usable_startpfn;
5036                         }
5037
5038                         /*
5039                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
5040                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
5041                          * number of pages used as kernelcore
5042                          */
5043                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
5044                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
5045                                 size_pages = kernelcore_remaining;
5046                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
5047
5048                         /*
5049                          * Some kernelcore has been met, update counts and
5050                          * break if the kernelcore for this node has been
5051                          * satisfied
5052                          */
5053                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
5054                                                                 size_pages);
5055                         kernelcore_remaining -= size_pages;
5056                         if (!kernelcore_remaining)
5057                                 break;
5058                 }
5059         }
5060
5061         /*
5062          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
5063          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
5064          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
5065          * satisfied
5066          */
5067         usable_nodes--;
5068         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
5069                 goto restart;
5070
5071         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
5072         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
5073                 zone_movable_pfn[nid] =
5074                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
5075
5076 out:
5077         /* restore the node_state */
5078         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
5079 }
5080
5081 /* Any regular or high memory on that node ? */
5082 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
5083 {
5084         enum zone_type zone_type;
5085
5086         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
5087                 return;
5088
5089         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
5090                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5091                 if (zone->present_pages) {
5092                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5093                         if (N_NORMAL_MEMORY != N_HIGH_MEMORY &&
5094                             zone_type <= ZONE_NORMAL)
5095                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
5096                         break;
5097                 }
5098         }
5099 }
5100
5101 /**
5102  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5103  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5104  *
5105  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5106  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
5107  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5108  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5109  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5110  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5111  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5112  * at arch_max_dma_pfn.
5113  */
5114 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5115 {
5116         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5117         int i, nid;
5118
5119         /* Record where the zone boundaries are */
5120         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5121                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5122         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5123                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5124         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5125         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5126         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5127                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5128                         continue;
5129                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5130                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5131                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5132                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5133         }
5134         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5135         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5136
5137         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5138         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5139         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
5140
5141         /* Print out the zone ranges */
5142         printk("Zone ranges:\n");
5143         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5144                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5145                         continue;
5146                 printk(KERN_CONT "  %-8s ", zone_names[i]);
5147                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5148                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5149                         printk(KERN_CONT "empty\n");
5150                 else
5151                         printk(KERN_CONT "[mem %0#10lx-%0#10lx]\n",
5152                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] << PAGE_SHIFT,
5153                                 (arch_zone_highest_possible_pfn[i]
5154                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
5155         }
5156
5157         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5158         printk("Movable zone start for each node\n");
5159         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5160                 if (zone_movable_pfn[i])
5161                         printk("  Node %d: %#010lx\n", i,
5162                                zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
5163         }
5164
5165         /* Print out the early node map */
5166         printk("Early memory node ranges\n");
5167         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
5168                 printk("  node %3d: [mem %#010lx-%#010lx]\n", nid,
5169                        start_pfn << PAGE_SHIFT, (end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5170
5171         /* Initialise every node */
5172         mminit_verify_pageflags_layout();
5173         setup_nr_node_ids();
5174         for_each_online_node(nid) {
5175                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5176                 free_area_init_node(nid, NULL,
5177                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5178
5179                 /* Any memory on that node */
5180                 if (pgdat->node_present_pages)
5181                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5182                 check_for_memory(pgdat, nid);
5183         }
5184 }
5185
5186 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5187 {
5188         unsigned long long coremem;
5189         if (!p)
5190                 return -EINVAL;
5191
5192         coremem = memparse(p, &p);
5193         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5194
5195         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5196         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5197
5198         return 0;
5199 }
5200
5201 /*
5202  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5203  * cannot be reclaimed or migrated.
5204  */
5205 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5206 {
5207         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5208 }
5209
5210 /*
5211  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5212  * can be reclaimed or migrated.
5213  */
5214 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5215 {
5216         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5217 }
5218
5219 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5220 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5221
5222 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5223
5224 void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count)
5225 {
5226         spin_lock(&managed_page_count_lock);
5227         page_zone(page)->managed_pages += count;
5228         totalram_pages += count;
5229 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
5230         if (PageHighMem(page))
5231                 totalhigh_pages += count;
5232 #endif
5233         spin_unlock(&managed_page_count_lock);
5234 }
5235 EXPORT_SYMBOL(adjust_managed_page_count);
5236
5237 unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end, int poison, char *s)
5238 {
5239         void *pos;
5240         unsigned long pages = 0;
5241
5242         start = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start);
5243         end = (void *)((unsigned long)end & PAGE_MASK);
5244         for (pos = start; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
5245                 if ((unsigned int)poison <= 0xFF)
5246                         memset(pos, poison, PAGE_SIZE);
5247                 free_reserved_page(virt_to_page(pos));
5248         }
5249
5250         if (pages && s)
5251                 pr_info("Freeing %s memory: %ldK (%p - %p)\n",
5252                         s, pages << (PAGE_SHIFT - 10), start, end);
5253
5254         return pages;
5255 }
5256 EXPORT_SYMBOL(free_reserved_area);
5257
5258 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5259 void free_highmem_page(struct page *page)
5260 {
5261         __free_reserved_page(page);
5262         totalram_pages++;
5263         page_zone(page)->managed_pages++;
5264         totalhigh_pages++;
5265 }
5266 #endif
5267
5268
5269 void __init mem_init_print_info(const char *str)
5270 {
5271         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
5272         unsigned long init_code_size, init_data_size;
5273
5274         physpages = get_num_physpages();
5275         codesize = _etext - _stext;
5276         datasize = _edata - _sdata;
5277         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
5278         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
5279         init_data_size = __init_end - __init_begin;
5280         init_code_size = _einittext - _sinittext;
5281
5282         /*
5283          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
5284          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
5285          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
5286          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
5287          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
5288          */
5289 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
5290         do { \
5291                 if (start <= pos && pos < end && size > adj) \
5292                         size -= adj; \
5293         } while (0)
5294
5295         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
5296                      _sinittext, init_code_size);
5297         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
5298         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
5299         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
5300         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
5301
5302 #undef  adj_init_size
5303
5304         printk("Memory: %luK/%luK available "
5305                "(%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, "
5306                "%luK init, %luK bss, %luK reserved"
5307 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5308                ", %luK highmem"
5309 #endif
5310                "%s%s)\n",
5311                nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10), physpages << (PAGE_SHIFT-10),
5312                codesize >> 10, datasize >> 10, rosize >> 10,
5313                (init_data_size + init_code_size) >> 10, bss_size >> 10,
5314                (physpages - totalram_pages) << (PAGE_SHIFT-10),
5315 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5316                totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10),
5317 #endif
5318                str ? ", " : "", str ? str : "");
5319 }
5320
5321 /**
5322  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5323  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5324  *
5325  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5326  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5327  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5328  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5329  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5330  * smaller per-cpu batchsize.
5331  */
5332 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5333 {
5334         dma_reserve = new_dma_reserve;
5335 }
5336
5337 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5338 {
5339         free_area_init_node(0, zones_size,
5340                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5341 }
5342
5343 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5344                                  unsigned long action, void *hcpu)
5345 {
5346         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5347
5348         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5349                 lru_add_drain_cpu(cpu);
5350                 drain_pages(cpu);
5351
5352                 /*
5353                  * Spill the event counters of the dead processor
5354                  * into the current processors event counters.
5355                  * This artificially elevates the count of the current
5356                  * processor.
5357                  */
5358                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5359
5360                 /*
5361                  * Zero the differential counters of the dead processor
5362                  * so that the vm statistics are consistent.
5363                  *
5364                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5365                  * race with what we are doing.
5366                  */
5367                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5368         }
5369         return NOTIFY_OK;
5370 }
5371
5372 void __init page_alloc_init(void)
5373 {
5374         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5375 }
5376
5377 /*
5378  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5379  *      or min_free_kbytes changes.
5380  */
5381 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5382 {
5383         struct pglist_data *pgdat;
5384         unsigned long reserve_pages = 0;
5385         enum zone_type i, j;
5386
5387         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5388                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5389                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5390                         unsigned long max = 0;
5391
5392                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5393                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5394                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5395                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5396                         }
5397
5398                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5399                         max += high_wmark_pages(zone);
5400
5401                         if (max > zone->managed_pages)
5402                                 max = zone->managed_pages;
5403                         reserve_pages += max;
5404                         /*
5405                          * Lowmem reserves are not available to
5406                          * GFP_HIGHUSER page cache allocations and
5407                          * kswapd tries to balance zones to their high
5408                          * watermark.  As a result, neither should be
5409                          * regarded as dirtyable memory, to prevent a
5410                          * situation where reclaim has to clean pages
5411                          * in order to balance the zones.
5412                          */
5413                         zone->dirty_balance_reserve = max;
5414                 }
5415         }
5416         dirty_balance_reserve = reserve_pages;
5417         totalreserve_pages = reserve_pages;
5418 }
5419
5420 /*
5421  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5422  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5423  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5424  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5425  */
5426 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5427 {
5428         struct pglist_data *pgdat;
5429         enum zone_type j, idx;
5430
5431         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5432                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5433                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5434                         unsigned long managed_pages = zone->managed_pages;
5435
5436                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5437
5438                         idx = j;
5439                         while (idx) {
5440                                 struct zone *lower_zone;
5441
5442                                 idx--;
5443
5444                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5445                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5446
5447                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5448                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = managed_pages /
5449                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5450                                 managed_pages += lower_zone->managed_pages;
5451                         }
5452                 }
5453         }
5454
5455         /* update totalreserve_pages */
5456         calculate_totalreserve_pages();
5457 }
5458
5459 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
5460 {
5461         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5462         unsigned long lowmem_pages = 0;
5463         struct zone *zone;
5464         unsigned long flags;
5465
5466         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5467         for_each_zone(zone) {
5468                 if (!is_highmem(zone))
5469                         lowmem_pages += zone->managed_pages;
5470         }
5471
5472         for_each_zone(zone) {
5473                 u64 tmp;
5474
5475                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5476                 tmp = (u64)pages_min * zone->managed_pages;
5477                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5478                 if (is_highmem(zone)) {
5479                         /*
5480                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5481                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5482                          * value here.
5483                          *
5484                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5485                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5486                          * not be capped for highmem.
5487                          */
5488                         unsigned long min_pages;
5489
5490                         min_pages = zone->managed_pages / 1024;
5491                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
5492                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5493                 } else {
5494                         /*
5495                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5496                          * proportionate to the zone's size.
5497                          */
5498                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5499                 }
5500
5501                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5502                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5503
5504                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5505                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5506         }
5507
5508         /* update totalreserve_pages */
5509         calculate_totalreserve_pages();
5510 }
5511
5512 /**
5513  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5514  * or when memory is hot-{added|removed}
5515  *
5516  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5517  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5518  */
5519 void setup_per_zone_wmarks(void)
5520 {
5521         mutex_lock(&zonelists_mutex);
5522         __setup_per_zone_wmarks();
5523         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
5524 }
5525
5526 /*
5527  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5528  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5529  * to be referenced again before it is swapped out.
5530  *
5531  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5532  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5533  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5534  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5535  *
5536  * total     target    max
5537  * memory    ratio     inactive anon
5538  * -------------------------------------
5539  *   10MB       1         5MB
5540  *  100MB       1        50MB
5541  *    1GB       3       250MB
5542  *   10GB      10       0.9GB
5543  *  100GB      31         3GB
5544  *    1TB     101        10GB
5545  *   10TB     320        32GB
5546  */
5547 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5548 {
5549         unsigned int gb, ratio;
5550
5551         /* Zone size in gigabytes */
5552         gb = zone->managed_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5553         if (gb)
5554                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5555         else
5556                 ratio = 1;
5557
5558         zone->inactive_ratio = ratio;
5559 }
5560
5561 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5562 {
5563         struct zone *zone;
5564
5565         for_each_zone(zone)
5566                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5567 }
5568
5569 /*
5570  * Initialise min_free_kbytes.
5571  *
5572  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5573  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5574  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5575  *
5576  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5577  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5578  *
5579  * which yields
5580  *
5581  * 16MB:        512k
5582  * 32MB:        724k
5583  * 64MB:        1024k
5584  * 128MB:       1448k
5585  * 256MB:       2048k
5586  * 512MB:       2896k
5587  * 1024MB:      4096k
5588  * 2048MB:      5792k
5589  * 4096MB:      8192k
5590  * 8192MB:      11584k
5591  * 16384MB:     16384k
5592  */
5593 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5594 {
5595         unsigned long lowmem_kbytes;
5596         int new_min_free_kbytes;
5597
5598         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5599         new_min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5600
5601         if (new_min_free_kbytes > user_min_free_kbytes) {
5602                 min_free_kbytes = new_min_free_kbytes;
5603                 if (min_free_kbytes < 128)
5604                         min_free_kbytes = 128;
5605                 if (min_free_kbytes > 65536)
5606                         min_free_kbytes = 65536;
5607         } else {
5608                 pr_warn("min_free_kbytes is not updated to %d because user defined value %d is preferred\n",
5609                                 new_min_free_kbytes, user_min_free_kbytes);
5610         }
5611         setup_per_zone_wmarks();
5612         refresh_zone_stat_thresholds();
5613         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5614         setup_per_zone_inactive_ratio();
5615         return 0;
5616 }
5617 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5618
5619 /*
5620  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so
5621  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5622  *      changes.
5623  */
5624 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5625         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5626 {
5627         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5628         if (write) {
5629                 user_min_free_kbytes = min_free_kbytes;
5630                 setup_per_zone_wmarks();
5631         }
5632         return 0;
5633 }
5634
5635 #ifdef CONFIG_NUMA
5636 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5637         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5638 {
5639         struct zone *zone;
5640         int rc;
5641
5642         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5643         if (rc)
5644                 return rc;
5645
5646         for_each_zone(zone)
5647                 zone->min_unmapped_pages = (zone->managed_pages *
5648                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5649         return 0;
5650 }
5651
5652 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5653         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5654 {
5655         struct zone *zone;
5656         int rc;
5657
5658         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5659         if (rc)
5660                 return rc;
5661
5662         for_each_zone(zone)
5663                 zone->min_slab_pages = (zone->managed_pages *
5664                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5665         return 0;
5666 }
5667 #endif
5668
5669 /*
5670  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5671  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5672  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5673  *
5674  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5675  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5676  * if in function of the boot time zone sizes.
5677  */
5678 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5679         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5680 {
5681         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5682         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5683         return 0;
5684 }
5685
5686 /*
5687  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5688  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu
5689  * pagelist can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5690  */
5691 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5692         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5693 {
5694         struct zone *zone;
5695         unsigned int cpu;
5696         int ret;
5697
5698         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5699         if (!write || (ret < 0))
5700                 return ret;
5701
5702         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
5703         for_each_populated_zone(zone) {
5704                 unsigned long  high;
5705                 high = zone->managed_pages / percpu_pagelist_fraction;
5706                 for_each_possible_cpu(cpu)
5707                         pageset_set_high(per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu),
5708                                          high);
5709         }
5710         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
5711         return 0;
5712 }
5713
5714 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5715
5716 #ifdef CONFIG_NUMA
5717 static int __init set_hashdist(char *str)
5718 {
5719         if (!str)
5720                 return 0;
5721         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5722         return 1;
5723 }
5724 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5725 #endif
5726
5727 /*
5728  * allocate a large system hash table from bootmem
5729  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5730  *   quantity of entries
5731  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5732  */
5733 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5734                                      unsigned long bucketsize,
5735                                      unsigned long numentries,
5736                                      int scale,
5737                                      int flags,
5738                                      unsigned int *_hash_shift,
5739                                      unsigned int *_hash_mask,
5740                                      unsigned long low_limit,
5741                                      unsigned long high_limit)
5742 {
5743         unsigned long long max = high_limit;
5744         unsigned long log2qty, size;
5745         void *table = NULL;
5746
5747         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5748         if (!numentries) {
5749                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5750                 numentries = nr_kernel_pages;
5751
5752                 /* It isn't necessary when PAGE_SIZE >= 1MB */
5753                 if (PAGE_SHIFT < 20)
5754                         numentries = round_up(numentries, (1<<20)/PAGE_SIZE);
5755
5756                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5757                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5758                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5759                 else
5760                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5761
5762                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5763                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5764                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5765                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5766                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5767                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5768                                 BUG_ON(!numentries);
5769                         }
5770                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5771                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5772         }
5773         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5774
5775         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5776         if (max == 0) {
5777                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5778                 do_div(max, bucketsize);
5779         }
5780         max = min(max, 0x80000000ULL);
5781
5782         if (numentries < low_limit)
5783                 numentries = low_limit;
5784         if (numentries > max)
5785                 numentries = max;
5786
5787         log2qty = ilog2(numentries);
5788
5789         do {
5790                 size = bucketsize << log2qty;
5791                 if (flags & HASH_EARLY)
5792                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5793                 else if (hashdist)
5794                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5795                 else {
5796                         /*
5797                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5798                          * some pages at the end of hash table which
5799                          * alloc_pages_exact() automatically does
5800                          */
5801                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5802                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5803                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5804                         }
5805                 }
5806         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5807
5808         if (!table)
5809                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5810
5811         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5812                tablename,
5813                (1UL << log2qty),
5814                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5815                size);
5816
5817         if (_hash_shift)
5818                 *_hash_shift = log2qty;
5819         if (_hash_mask)
5820                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5821
5822         return table;
5823 }
5824
5825 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5826 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5827                                                         unsigned long pfn)
5828 {
5829 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5830         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5831 #else
5832         return zone->pageblock_flags;
5833 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5834 }
5835
5836 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5837 {
5838 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5839         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5840         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5841 #else
5842         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5843         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5844 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5845 }
5846
5847 /**
5848  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5849  * @page: The page within the block of interest
5850  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5851  * @end_bitidx: The last bit of interest
5852  * returns pageblock_bits flags
5853  */
5854 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5855                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5856 {
5857         struct zone *zone;
5858         unsigned long *bitmap;
5859         unsigned long pfn, bitidx;
5860         unsigned long flags = 0;
5861         unsigned long value = 1;
5862
5863         zone = page_zone(page);
5864         pfn = page_to_pfn(page);
5865         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5866         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5867
5868         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5869                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5870                         flags |= value;
5871
5872         return flags;
5873 }
5874
5875 /**
5876  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5877  * @page: The page within the block of interest
5878  * @start_bitidx: The first bit of interest
5879  * @end_bitidx: The last bit of interest
5880  * @flags: The flags to set
5881  */
5882 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5883                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5884 {
5885         struct zone *zone;
5886         unsigned long *bitmap;
5887         unsigned long pfn, bitidx;
5888         unsigned long value = 1;
5889
5890         zone = page_zone(page);
5891         pfn = page_to_pfn(page);
5892         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5893         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5894         VM_BUG_ON(!zone_spans_pfn(zone, pfn));
5895
5896         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5897                 if (flags & value)
5898                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5899                 else
5900                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5901 }
5902
5903 /*
5904  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
5905  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
5906  *
5907  * PageLRU check without isolation or lru_lock could race so that
5908  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. It means you can't
5909  * expect this function should be exact.
5910  */
5911 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
5912                          bool skip_hwpoisoned_pages)
5913 {
5914         unsigned long pfn, iter, found;
5915         int mt;
5916
5917         /*
5918          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5919          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains unmovable pages
5920          */
5921         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5922                 return false;
5923         mt = get_pageblock_migratetype(page);
5924         if (mt == MIGRATE_MOVABLE || is_migrate_cma(mt))
5925                 return false;
5926
5927         pfn = page_to_pfn(page);
5928         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5929                 unsigned long check = pfn + iter;
5930
5931                 if (!pfn_valid_within(check))
5932                         continue;
5933
5934                 page = pfn_to_page(check);
5935                 /*
5936                  * We can't use page_count without pin a page
5937                  * because another CPU can free compound page.
5938                  * This check already skips compound tails of THP
5939                  * because their page->_count is zero at all time.
5940                  */
5941                 if (!atomic_read(&page->_count)) {
5942                         if (PageBuddy(page))
5943                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5944                         continue;
5945                 }
5946
5947                 /*
5948                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
5949                  * page_count() is not 0.
5950                  */
5951                 if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page))
5952                         continue;
5953
5954                 if (!PageLRU(page))
5955                         found++;
5956                 /*
5957                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5958                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5959                  * and it still to be fixed.
5960                  */
5961                 /*
5962                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5963                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5964                  *
5965                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5966                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5967                  * page at boot.
5968                  */
5969                 if (found > count)
5970                         return true;
5971         }
5972         return false;
5973 }
5974
5975 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5976 {
5977         struct zone *zone;
5978         unsigned long pfn;
5979
5980         /*
5981          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5982          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5983          * the zone but still within the section.
5984          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
5985          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
5986          */
5987         if (!node_online(page_to_nid(page)))
5988                 return false;
5989
5990         zone = page_zone(page);
5991         pfn = page_to_pfn(page);
5992         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
5993                 return false;
5994
5995         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, true);
5996 }
5997
5998 #ifdef CONFIG_CMA
5999
6000 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
6001 {
6002         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
6003                              pageblock_nr_pages) - 1);
6004 }
6005
6006 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
6007 {
6008         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
6009                                 pageblock_nr_pages));
6010 }
6011
6012 /* [start, end) must belong to a single zone. */
6013 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
6014                                         unsigned long start, unsigned long end)
6015 {
6016         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
6017         unsigned long nr_reclaimed;
6018         unsigned long pfn = start;
6019         unsigned int tries = 0;
6020         int ret = 0;
6021
6022         migrate_prep();
6023
6024         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
6025                 if (fatal_signal_pending(current)) {
6026                         ret = -EINTR;
6027                         break;
6028                 }
6029
6030                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
6031                         cc->nr_migratepages = 0;
6032                         pfn = isolate_migratepages_range(cc->zone, cc,
6033                                                          pfn, end, true);
6034                         if (!pfn) {
6035                                 ret = -EINTR;
6036                                 break;
6037                         }
6038                         tries = 0;
6039                 } else if (++tries == 5) {
6040                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
6041                         break;
6042                 }
6043
6044                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
6045                                                         &cc->migratepages);
6046                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
6047
6048                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
6049                                     0, MIGRATE_SYNC, MR_CMA);
6050         }
6051         if (ret < 0) {
6052                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
6053                 return ret;
6054         }
6055         return 0;
6056 }
6057
6058 /**
6059  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
6060  * @start:      start PFN to allocate
6061  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
6062  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
6063  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
6064  *                      in range must have the same migratetype and it must
6065  *                      be either of the two.
6066  *
6067  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
6068  * aligned, however it's the caller's responsibility to guarantee that
6069  * we are the only thread that changes migrate type of pageblocks the
6070  * pages fall in.
6071  *
6072  * The PFN range must belong to a single zone.
6073  *
6074  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
6075  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
6076  * need to be freed with free_contig_range().
6077  */
6078 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
6079                        unsigned migratetype)
6080 {
6081         unsigned long outer_start, outer_end;
6082         int ret = 0, order;
6083
6084         struct compact_control cc = {
6085                 .nr_migratepages = 0,
6086                 .order = -1,
6087                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
6088                 .sync = true,
6089                 .ignore_skip_hint = true,
6090         };
6091         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
6092
6093         /*
6094          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
6095          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
6096          * have different sizes, and due to the way page allocator
6097          * work, we align the range to biggest of the two pages so
6098          * that page allocator won't try to merge buddies from
6099          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
6100          * other migration type.
6101          *
6102          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
6103          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
6104          * we are interested in).  This will put all the pages in
6105          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
6106          *
6107          * When this is done, we take the pages in range from page
6108          * allocator removing them from the buddy system.  This way
6109          * page allocator will never consider using them.
6110          *
6111          * This lets us mark the pageblocks back as
6112          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
6113          * aligned range but not in the unaligned, original range are
6114          * put back to page allocator so that buddy can use them.
6115          */
6116
6117         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6118                                        pfn_max_align_up(end), migratetype,
6119                                        false);
6120         if (ret)
6121                 return ret;
6122
6123         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
6124         if (ret)
6125                 goto done;
6126
6127         /*
6128          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
6129          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
6130          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
6131          * What we are going to do is to allocate all pages from
6132          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
6133          *
6134          * The only problem is that pages at the beginning and at the
6135          * end of interesting range may be not aligned with pages that
6136          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
6137          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
6138          * once this is done free the pages we are not interested in.
6139          *
6140          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
6141          * isolated thus they won't get removed from buddy.
6142          */
6143
6144         lru_add_drain_all();
6145         drain_all_pages();
6146
6147         order = 0;
6148         outer_start = start;
6149         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
6150                 if (++order >= MAX_ORDER) {
6151                         ret = -EBUSY;
6152                         goto done;
6153                 }
6154                 outer_start &= ~0UL << order;
6155         }
6156
6157         /* Make sure the range is really isolated. */
6158         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
6159                 pr_warn("alloc_contig_range test_pages_isolated(%lx, %lx) failed\n",
6160                        outer_start, end);
6161                 ret = -EBUSY;
6162                 goto done;
6163         }
6164
6165
6166         /* Grab isolated pages from freelists. */
6167         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
6168         if (!outer_end) {
6169                 ret = -EBUSY;
6170                 goto done;
6171         }
6172
6173         /* Free head and tail (if any) */
6174         if (start != outer_start)
6175                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
6176         if (end != outer_end)
6177                 free_contig_range(end, outer_end - end);
6178
6179 done:
6180         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6181                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
6182         return ret;
6183 }
6184
6185 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
6186 {
6187         unsigned int count = 0;
6188
6189         for (; nr_pages--; pfn++) {
6190                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
6191
6192                 count += page_count(page) != 1;
6193                 __free_page(page);
6194         }
6195         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
6196 }
6197 #endif
6198
6199 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6200 /*
6201  * The zone indicated has a new number of managed_pages; batch sizes and percpu
6202  * page high values need to be recalulated.
6203  */
6204 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
6205 {
6206         unsigned cpu;
6207         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
6208         for_each_possible_cpu(cpu)
6209                 pageset_set_high_and_batch(zone,
6210                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
6211         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
6212 }
6213 #endif
6214
6215 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
6216 {
6217         unsigned long flags;
6218         int cpu;
6219         struct per_cpu_pageset *pset;
6220
6221         /* avoid races with drain_pages()  */
6222         local_irq_save(flags);
6223         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
6224                 for_each_online_cpu(cpu) {
6225                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6226                         drain_zonestat(zone, pset);
6227                 }
6228                 free_percpu(zone->pageset);
6229                 zone->pageset = &boot_pageset;
6230         }
6231         local_irq_restore(flags);
6232 }
6233
6234 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
6235 /*
6236  * All pages in the range must be isolated before calling this.
6237  */
6238 void
6239 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
6240 {
6241         struct page *page;
6242         struct zone *zone;
6243         int order, i;
6244         unsigned long pfn;
6245         unsigned long flags;
6246         /* find the first valid pfn */
6247         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
6248                 if (pfn_valid(pfn))
6249                         break;
6250         if (pfn == end_pfn)
6251                 return;
6252         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
6253         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6254         pfn = start_pfn;
6255         while (pfn < end_pfn) {
6256                 if (!pfn_valid(pfn)) {
6257                         pfn++;
6258                         continue;
6259                 }
6260                 page = pfn_to_page(pfn);
6261                 /*
6262                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6263                  * page_count() is not 0.
6264                  */
6265                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
6266                         pfn++;
6267                         SetPageReserved(page);
6268                         continue;
6269                 }
6270
6271                 BUG_ON(page_count(page));
6272                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
6273                 order = page_order(page);
6274 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
6275                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
6276                        pfn, 1 << order, end_pfn);
6277 #endif
6278                 list_del(&page->lru);
6279                 rmv_page_order(page);
6280                 zone->free_area[order].nr_free--;
6281 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
6282                 if (PageHighMem(page))
6283                         totalhigh_pages -= 1 << order;
6284 #endif
6285                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
6286                         SetPageReserved((page+i));
6287                 pfn += (1 << order);
6288         }
6289         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6290 }
6291 #endif
6292
6293 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6294 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
6295 {
6296         struct zone *zone = page_zone(page);
6297         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
6298         unsigned long flags;
6299         int order;
6300
6301         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6302         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
6303                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
6304
6305                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
6306                         break;
6307         }
6308         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6309
6310         return order < MAX_ORDER;
6311 }
6312 #endif
6313
6314 static const struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
6315         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
6316         {1UL << PG_error,               "error"         },
6317         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
6318         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
6319         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
6320         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
6321         {1UL << PG_active,              "active"        },
6322         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
6323         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
6324         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
6325         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
6326         {1UL << PG_private,             "private"       },
6327         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
6328         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
6329 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
6330         {1UL << PG_head,                "head"          },
6331         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
6332 #else
6333         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
6334 #endif
6335         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
6336         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
6337         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
6338         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
6339         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
6340 #ifdef CONFIG_MMU
6341         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
6342 #endif
6343 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
6344         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
6345 #endif
6346 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6347         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
6348 #endif
6349 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6350         {1UL << PG_compound_lock,       "compound_lock" },
6351 #endif
6352 };
6353
6354 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
6355 {
6356         const char *delim = "";
6357         unsigned long mask;
6358         int i;
6359
6360         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(pageflag_names) != __NR_PAGEFLAGS);
6361
6362         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
6363
6364         /* remove zone id */
6365         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
6366
6367         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pageflag_names) && flags; i++) {
6368
6369                 mask = pageflag_names[i].mask;
6370                 if ((flags & mask) != mask)
6371                         continue;
6372
6373                 flags &= ~mask;
6374                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
6375                 delim = "|";
6376         }
6377
6378         /* check for left over flags */
6379         if (flags)
6380                 printk("%s%#lx", delim, flags);
6381
6382         printk(")\n");
6383 }
6384
6385 void dump_page(struct page *page)
6386 {
6387         printk(KERN_ALERT
6388                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
6389                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
6390                 page->mapping, page->index);
6391         dump_page_flags(page->flags);
6392         mem_cgroup_print_bad_page(page);
6393 }