Build dummy_hcd and g_ffs as a modules
[profile/mobile/platform/kernel/linux-3.10-sc7730.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/mm_inline.h>
60 #include <linux/migrate.h>
61 #include <linux/page-debug-flags.h>
62 #include <linux/hugetlb.h>
63 #include <linux/sched/rt.h>
64
65 #include <asm/tlbflush.h>
66 #include <asm/div64.h>
67 #include "internal.h"
68
69 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
70 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
71 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
72 #endif
73
74 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
75 /*
76  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
77  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
78  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
79  * defined in <linux/topology.h>.
80  */
81 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
82 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
83 #endif
84
85 /*
86  * Array of node states.
87  */
88 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
89         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
90         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
91 #ifndef CONFIG_NUMA
92         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
93 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
94         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
95 #endif
96 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
97         [N_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
98 #endif
99         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
100 #endif  /* NUMA */
101 };
102 EXPORT_SYMBOL(node_states);
103
104 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
105 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
106 /*
107  * When calculating the number of globally allowed dirty pages, there
108  * is a certain number of per-zone reserves that should not be
109  * considered dirtyable memory.  This is the sum of those reserves
110  * over all existing zones that contribute dirtyable memory.
111  */
112 unsigned long dirty_balance_reserve __read_mostly;
113
114 int percpu_pagelist_fraction;
115 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
116
117 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
118 /*
119  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
120  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
121  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
122  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
123  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
124  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
125  */
126
127 static gfp_t saved_gfp_mask;
128
129 void pm_restore_gfp_mask(void)
130 {
131         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
132         if (saved_gfp_mask) {
133                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
134                 saved_gfp_mask = 0;
135         }
136 }
137
138 void pm_restrict_gfp_mask(void)
139 {
140         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
141         WARN_ON(saved_gfp_mask);
142         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
143         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
144 }
145
146 bool pm_suspended_storage(void)
147 {
148         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
149                 return false;
150         return true;
151 }
152 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
153
154 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
155 int pageblock_order __read_mostly;
156 #endif
157
158 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
159
160 /*
161  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
162  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
163  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
164  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
165  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
166  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
167  *
168  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
169  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
170  */
171 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
172 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
173          256,
174 #endif
175 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
176          256,
177 #endif
178 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
179          32,
180 #endif
181          32,
182 };
183
184 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
185
186 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
187 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
188          "DMA",
189 #endif
190 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
191          "DMA32",
192 #endif
193          "Normal",
194 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
195          "HighMem",
196 #endif
197          "Movable",
198 };
199
200 /*
201  * Try to keep at least this much lowmem free.  Do not allow normal
202  * allocations below this point, only high priority ones. Automatically
203  * tuned according to the amount of memory in the system.
204  */
205 int min_free_kbytes = 1024;
206 int min_free_order_shift = 1;
207
208 /*
209  * Extra memory for the system to try freeing. Used to temporarily
210  * free memory, to make space for new workloads. Anyone can allocate
211  * down to the min watermarks controlled by min_free_kbytes above.
212  */
213 int extra_free_kbytes = 0;
214
215 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
216 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
217 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
218
219 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
220 static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
221 static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
222 static unsigned long __initdata required_kernelcore;
223 static unsigned long __initdata required_movablecore;
224 static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
225
226 /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
227 int movable_zone;
228 EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
229 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
230
231 #if MAX_NUMNODES > 1
232 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
233 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
234 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
235 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
236 #endif
237
238 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
239
240 void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
241 {
242
243         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
244                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
245
246         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
247                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
248 }
249
250 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
251
252 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
253 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
254 {
255         int ret = 0;
256         unsigned seq;
257         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
258         unsigned long sp, start_pfn;
259
260         do {
261                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
262                 start_pfn = zone->zone_start_pfn;
263                 sp = zone->spanned_pages;
264                 if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
265                         ret = 1;
266         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
267
268         if (ret)
269                 pr_err("page %lu outside zone [ %lu - %lu ]\n",
270                         pfn, start_pfn, start_pfn + sp);
271
272         return ret;
273 }
274
275 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
276 {
277         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
278                 return 0;
279         if (zone != page_zone(page))
280                 return 0;
281
282         return 1;
283 }
284 /*
285  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
286  */
287 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
288 {
289         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
290                 return 1;
291         if (!page_is_consistent(zone, page))
292                 return 1;
293
294         return 0;
295 }
296 #else
297 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
298 {
299         return 0;
300 }
301 #endif
302
303 static void bad_page(struct page *page)
304 {
305         static unsigned long resume;
306         static unsigned long nr_shown;
307         static unsigned long nr_unshown;
308
309         /* Don't complain about poisoned pages */
310         if (PageHWPoison(page)) {
311                 page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
312                 return;
313         }
314
315         /*
316          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
317          * or allow a steady drip of one report per second.
318          */
319         if (nr_shown == 60) {
320                 if (time_before(jiffies, resume)) {
321                         nr_unshown++;
322                         goto out;
323                 }
324                 if (nr_unshown) {
325                         printk(KERN_ALERT
326                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
327                                 nr_unshown);
328                         nr_unshown = 0;
329                 }
330                 nr_shown = 0;
331         }
332         if (nr_shown++ == 0)
333                 resume = jiffies + 60 * HZ;
334
335         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
336                 current->comm, page_to_pfn(page));
337         dump_page(page);
338
339         print_modules();
340         dump_stack();
341 out:
342         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
343         page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
344         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
345 }
346
347 /*
348  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
349  *
350  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
351  *
352  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
353  *
354  * All pages have PG_compound set.  All tail pages have their ->first_page
355  * pointing at the head page.
356  *
357  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
358  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
359  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
360  */
361
362 static void free_compound_page(struct page *page)
363 {
364         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
365 }
366
367 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
368 {
369         int i;
370         int nr_pages = 1 << order;
371
372         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
373         set_compound_order(page, order);
374         __SetPageHead(page);
375         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
376                 struct page *p = page + i;
377                 set_page_count(p, 0);
378                 p->first_page = page;
379                 /* Make sure p->first_page is always valid for PageTail() */
380                 smp_wmb();
381                 __SetPageTail(p);
382         }
383 }
384
385 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
386 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
387 {
388         int i;
389         int nr_pages = 1 << order;
390         int bad = 0;
391
392         if (unlikely(compound_order(page) != order)) {
393                 bad_page(page);
394                 bad++;
395         }
396
397         __ClearPageHead(page);
398
399         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
400                 struct page *p = page + i;
401
402                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
403                         bad_page(page);
404                         bad++;
405                 }
406                 __ClearPageTail(p);
407         }
408
409         return bad;
410 }
411
412 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
413 {
414         int i;
415
416         /*
417          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
418          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
419          */
420         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
421         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
422                 clear_highpage(page + i);
423 }
424
425 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
426 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
427
428 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
429 {
430         unsigned long res;
431
432         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
433                 printk(KERN_ERR "Bad debug_guardpage_minorder value\n");
434                 return 0;
435         }
436         _debug_guardpage_minorder = res;
437         printk(KERN_INFO "Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
438         return 0;
439 }
440 __setup("debug_guardpage_minorder=", debug_guardpage_minorder_setup);
441
442 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page)
443 {
444         __set_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
445 }
446
447 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page)
448 {
449         __clear_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
450 }
451 #else
452 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page) { }
453 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page) { }
454 #endif
455
456 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
457 {
458         set_page_private(page, order);
459         __SetPageBuddy(page);
460 }
461
462 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
463 {
464         __ClearPageBuddy(page);
465         set_page_private(page, 0);
466 }
467
468 /*
469  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
470  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
471  *
472  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
473  * the following equation:
474  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
475  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
476  * 1 buddy is #10:
477  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
478  *
479  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
480  * satisfies the following equation:
481  *     P = B & ~(1 << O)
482  *
483  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
484  */
485 static inline unsigned long
486 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
487 {
488         return page_idx ^ (1 << order);
489 }
490
491 /*
492  * This function checks whether a page is free && is the buddy
493  * we can do coalesce a page and its buddy if
494  * (a) the buddy is not in a hole &&
495  * (b) the buddy is in the buddy system &&
496  * (c) a page and its buddy have the same order &&
497  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
498  *
499  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
500  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
501  *
502  * For recording page's order, we use page_private(page).
503  */
504 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
505                                                                 int order)
506 {
507         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
508                 return 0;
509
510         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
511                 return 0;
512
513         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
514                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
515                 return 1;
516         }
517
518         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
519                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
520                 return 1;
521         }
522         return 0;
523 }
524
525 /*
526  * Freeing function for a buddy system allocator.
527  *
528  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
529  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
530  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
531  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
532  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
533  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
534  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
535  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
536  * parts of the VM system.
537  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
538  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
539  * order is recorded in page_private(page) field.
540  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
541  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
542  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
543  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
544  * triggers coalescing into a block of larger size.
545  *
546  * -- nyc
547  */
548
549 static inline void __free_one_page(struct page *page,
550                 struct zone *zone, unsigned int order,
551                 int migratetype)
552 {
553         unsigned long page_idx;
554         unsigned long combined_idx;
555         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
556         struct page *buddy;
557
558         VM_BUG_ON(!zone_is_initialized(zone));
559
560         if (unlikely(PageCompound(page)))
561                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
562                         return;
563
564         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
565
566         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
567
568         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
569         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
570
571         while (order < MAX_ORDER-1) {
572                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
573                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
574                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
575                         break;
576                 /*
577                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
578                  * merge with it and move up one order.
579                  */
580                 if (page_is_guard(buddy)) {
581                         clear_page_guard_flag(buddy);
582                         set_page_private(page, 0);
583                         __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order,
584                                                   migratetype);
585                 } else {
586                         list_del(&buddy->lru);
587                         zone->free_area[order].nr_free--;
588                         rmv_page_order(buddy);
589                 }
590                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
591                 page = page + (combined_idx - page_idx);
592                 page_idx = combined_idx;
593                 order++;
594         }
595         set_page_order(page, order);
596
597         /*
598          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
599          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
600          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
601          * that is happening, add the free page to the tail of the list
602          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
603          * as a higher order page
604          */
605         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
606                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
607                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
608                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
609                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
610                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
611                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
612                         list_add_tail(&page->lru,
613                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
614                         goto out;
615                 }
616         }
617
618         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
619 out:
620         zone->free_area[order].nr_free++;
621 }
622
623 static inline int free_pages_check(struct page *page)
624 {
625         if (unlikely(page_mapcount(page) |
626                 (page->mapping != NULL)  |
627                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
628                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
629                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
630                 bad_page(page);
631                 return 1;
632         }
633         page_nid_reset_last(page);
634         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
635                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
636         return 0;
637 }
638
639 /*
640  * Frees a number of pages from the PCP lists
641  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
642  * count is the number of pages to free.
643  *
644  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
645  * see if this freeing clears that state.
646  *
647  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
648  * pinned" detection logic.
649  */
650 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
651                                         struct per_cpu_pages *pcp)
652 {
653         int migratetype = 0;
654         int batch_free = 0;
655         int to_free = count;
656
657         spin_lock(&zone->lock);
658         zone->pages_scanned = 0;
659
660         while (to_free) {
661                 struct page *page;
662                 struct list_head *list;
663
664                 /*
665                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
666                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
667                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
668                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
669                  * lists
670                  */
671                 do {
672                         batch_free++;
673                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
674                                 migratetype = 0;
675                         list = &pcp->lists[migratetype];
676                 } while (list_empty(list));
677
678                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
679                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
680                         batch_free = to_free;
681
682                 do {
683                         int mt; /* migratetype of the to-be-freed page */
684
685                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
686                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
687                         list_del(&page->lru);
688                         mt = get_freepage_migratetype(page);
689                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
690                         __free_one_page(page, zone, 0, mt);
691                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
692                         if (likely(!is_migrate_isolate_page(page))) {
693                                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1);
694                                 if (is_migrate_cma(mt))
695                                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES, 1);
696                         }
697                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
698         }
699         spin_unlock(&zone->lock);
700 }
701
702 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
703                                 int migratetype)
704 {
705         spin_lock(&zone->lock);
706         zone->pages_scanned = 0;
707
708         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
709         if (unlikely(!is_migrate_isolate(migratetype)))
710                 __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
711         spin_unlock(&zone->lock);
712 }
713
714 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
715 {
716         int i;
717         int bad = 0;
718
719         trace_mm_page_free(page, order);
720         kmemcheck_free_shadow(page, order);
721
722         if (PageAnon(page))
723                 page->mapping = NULL;
724         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
725                 bad += free_pages_check(page + i);
726         if (bad)
727                 return false;
728
729         if (!PageHighMem(page)) {
730                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
731                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
732                                            PAGE_SIZE << order);
733         }
734         arch_free_page(page, order);
735         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
736
737         return true;
738 }
739
740 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
741 {
742         unsigned long flags;
743         int migratetype;
744
745         if (!free_pages_prepare(page, order))
746                 return;
747
748         local_irq_save(flags);
749         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
750         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
751         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
752         free_one_page(page_zone(page), page, order, migratetype);
753         local_irq_restore(flags);
754 }
755
756 /*
757  * Read access to zone->managed_pages is safe because it's unsigned long,
758  * but we still need to serialize writers. Currently all callers of
759  * __free_pages_bootmem() except put_page_bootmem() should only be used
760  * at boot time. So for shorter boot time, we shift the burden to
761  * put_page_bootmem() to serialize writers.
762  */
763 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
764 {
765         unsigned int nr_pages = 1 << order;
766         unsigned int loop;
767
768         prefetchw(page);
769         for (loop = 0; loop < nr_pages; loop++) {
770                 struct page *p = &page[loop];
771
772                 if (loop + 1 < nr_pages)
773                         prefetchw(p + 1);
774                 __ClearPageReserved(p);
775                 set_page_count(p, 0);
776         }
777
778         page_zone(page)->managed_pages += 1 << order;
779         set_page_refcounted(page);
780 #ifndef CONFIG_SPRD_PAGERECORDER
781         __free_pages(page, order);
782 #else
783         __free_pages_nopagedebug(page, order);
784 #endif
785 }
786
787 #ifdef CONFIG_CMA
788 bool is_cma_pageblock(struct page *page)
789 {
790         return get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_CMA;
791 }
792
793 /* Free whole pageblock and set it's migration type to MIGRATE_CMA. */
794 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
795 {
796         unsigned i = pageblock_nr_pages;
797         struct page *p = page;
798
799         do {
800                 __ClearPageReserved(p);
801                 set_page_count(p, 0);
802         } while (++p, --i);
803
804         set_page_refcounted(page);
805         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
806         __free_pages(page, pageblock_order);
807         totalram_pages += pageblock_nr_pages;
808 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
809         if (PageHighMem(page))
810                 totalhigh_pages += pageblock_nr_pages;
811 #endif
812 }
813 #endif
814
815 /*
816  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
817  * Please do not alter this order without good reasons and regression
818  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
819  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
820  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
821  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
822  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
823  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
824  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
825  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
826  *
827  * -- nyc
828  */
829 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
830         int low, int high, struct free_area *area,
831         int migratetype)
832 {
833         unsigned long size = 1 << high;
834
835         while (high > low) {
836                 area--;
837                 high--;
838                 size >>= 1;
839                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
840
841 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
842                 if (high < debug_guardpage_minorder()) {
843                         /*
844                          * Mark as guard pages (or page), that will allow to
845                          * merge back to allocator when buddy will be freed.
846                          * Corresponding page table entries will not be touched,
847                          * pages will stay not present in virtual address space
848                          */
849                         INIT_LIST_HEAD(&page[size].lru);
850                         set_page_guard_flag(&page[size]);
851                         set_page_private(&page[size], high);
852                         /* Guard pages are not available for any usage */
853                         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << high),
854                                                   migratetype);
855                         continue;
856                 }
857 #endif
858                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
859                 area->nr_free++;
860                 set_page_order(&page[size], high);
861         }
862 }
863
864 /*
865  * This page is about to be returned from the page allocator
866  */
867 static inline int check_new_page(struct page *page)
868 {
869         if (unlikely(page_mapcount(page) |
870                 (page->mapping != NULL)  |
871                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
872                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
873                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
874                 bad_page(page);
875                 return 1;
876         }
877         return 0;
878 }
879
880 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
881 {
882         int i;
883
884         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
885                 struct page *p = page + i;
886                 if (unlikely(check_new_page(p)))
887                         return 1;
888         }
889
890         set_page_private(page, 0);
891         set_page_refcounted(page);
892
893         arch_alloc_page(page, order);
894         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
895
896         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
897                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
898
899         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
900                 prep_compound_page(page, order);
901
902         return 0;
903 }
904
905 /*
906  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
907  * the smallest available page from the freelists
908  */
909 static inline
910 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
911                                                 int migratetype)
912 {
913         unsigned int current_order;
914         struct free_area * area;
915         struct page *page;
916
917         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
918         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
919                 area = &(zone->free_area[current_order]);
920                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
921                         continue;
922
923                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
924                                                         struct page, lru);
925                 list_del(&page->lru);
926                 rmv_page_order(page);
927                 area->nr_free--;
928                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
929                 return page;
930         }
931
932         return NULL;
933 }
934
935
936 /*
937  * This array describes the order lists are fallen back to when
938  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
939  */
940 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
941         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
942         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
943 #ifdef CONFIG_CMA
944         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_CMA,         MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
945         [MIGRATE_CMA]         = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
946 #else
947         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
948 #endif
949         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
950 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
951         [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
952 #endif
953 };
954
955 int *get_migratetype_fallbacks(int mtype)
956 {
957         return fallbacks[mtype];
958 }
959
960 /*
961  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
962  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
963  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
964  */
965 int move_freepages(struct zone *zone,
966                           struct page *start_page, struct page *end_page,
967                           int migratetype)
968 {
969         struct page *page;
970         unsigned long order;
971         int pages_moved = 0;
972
973 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
974         /*
975          * page_zone is not safe to call in this context when
976          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
977          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
978          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
979          * grouping pages by mobility
980          */
981         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
982 #endif
983
984         for (page = start_page; page <= end_page;) {
985                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
986                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
987
988                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
989                         page++;
990                         continue;
991                 }
992
993                 if (!PageBuddy(page)) {
994                         page++;
995                         continue;
996                 }
997
998                 order = page_order(page);
999                 list_move(&page->lru,
1000                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
1001                 set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1002                 page += 1 << order;
1003                 pages_moved += 1 << order;
1004         }
1005
1006         return pages_moved;
1007 }
1008
1009 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
1010                                 int migratetype)
1011 {
1012         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1013         struct page *start_page, *end_page;
1014
1015         start_pfn = page_to_pfn(page);
1016         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
1017         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
1018         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
1019         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
1020
1021         /* Do not cross zone boundaries */
1022         if (!zone_spans_pfn(zone, start_pfn))
1023                 start_page = page;
1024         if (!zone_spans_pfn(zone, end_pfn))
1025                 return 0;
1026
1027         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
1028 }
1029
1030 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
1031                                         int start_order, int migratetype)
1032 {
1033         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
1034
1035         while (nr_pageblocks--) {
1036                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
1037                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
1038         }
1039 }
1040
1041 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
1042 static inline struct page *
1043 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
1044 {
1045         struct free_area * area;
1046         int current_order;
1047         struct page *page;
1048         int migratetype, i;
1049
1050         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
1051         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
1052                                                 --current_order) {
1053                 for (i = 0;; i++) {
1054                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
1055
1056                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
1057                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
1058                                 break;
1059
1060                         area = &(zone->free_area[current_order]);
1061                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
1062                                 continue;
1063
1064                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
1065                                         struct page, lru);
1066                         area->nr_free--;
1067
1068                         /*
1069                          * If breaking a large block of pages, move all free
1070                          * pages to the preferred allocation list. If falling
1071                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
1072                          * aggressive about taking ownership of free pages
1073                          *
1074                          * On the other hand, never change migration
1075                          * type of MIGRATE_CMA pageblocks nor move CMA
1076                          * pages on different free lists. We don't
1077                          * want unmovable pages to be allocated from
1078                          * MIGRATE_CMA areas.
1079                          */
1080                         if (!is_migrate_cma(migratetype) &&
1081                             (unlikely(current_order >= pageblock_order / 2) ||
1082                              start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
1083                              page_group_by_mobility_disabled)) {
1084                                 int pages;
1085                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
1086                                                                 start_migratetype);
1087
1088                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
1089                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
1090                                                 page_group_by_mobility_disabled)
1091                                         set_pageblock_migratetype(page,
1092                                                                 start_migratetype);
1093
1094                                 migratetype = start_migratetype;
1095                         }
1096
1097                         /* Remove the page from the freelists */
1098                         list_del(&page->lru);
1099                         rmv_page_order(page);
1100
1101                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
1102                         if (current_order >= pageblock_order &&
1103                             !is_migrate_cma(migratetype))
1104                                 change_pageblock_range(page, current_order,
1105                                                         start_migratetype);
1106
1107                         expand(zone, page, order, current_order, area,
1108                                is_migrate_cma(migratetype)
1109                              ? migratetype : start_migratetype);
1110
1111                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
1112                                 start_migratetype, migratetype);
1113
1114                         return page;
1115                 }
1116         }
1117
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1123  * Call me with the zone->lock already held.
1124  */
1125 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1126                                                 int migratetype)
1127 {
1128         struct page *page;
1129
1130 retry_reserve:
1131         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1132
1133         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1134                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1135
1136                 /*
1137                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1138                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1139                  * and we want just one call site
1140                  */
1141                 if (!page) {
1142                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1143                         goto retry_reserve;
1144                 }
1145         }
1146
1147         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1148         return page;
1149 }
1150
1151 #ifdef CONFIG_CMA_RMQUEUE
1152 static struct page *__rmqueue_cma(struct zone *zone, unsigned int order,
1153                                                         int migratetype)
1154 {
1155         struct page *page = 0;
1156 #ifdef CONFIG_CMA
1157         if (migratetype == MIGRATE_MOVABLE && !zone->cma_alloc)
1158                 page = __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_CMA);
1159         if (!page)
1160 #endif
1161 retry_reserve :
1162                 page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1163
1164
1165         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1166                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1167
1168                 /*
1169                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1170                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1171                  * and we want just one call site
1172                  */
1173                 if (!page) {
1174                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1175                         goto retry_reserve;
1176                 }
1177         }
1178
1179         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1180         return page;
1181 }
1182 #endif
1183
1184 /*
1185  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1186  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1187  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1188  */
1189 #ifndef CONFIG_CMA_RMQUEUE
1190 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
1191                         unsigned long count, struct list_head *list,
1192                         int migratetype, int cold)
1193 #else
1194 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
1195                         unsigned long count, struct list_head *list,
1196                         int migratetype, int cold, int cma)
1197 #endif
1198 {
1199         int mt = migratetype, i;
1200
1201         spin_lock(&zone->lock);
1202         for (i = 0; i < count; ++i) {
1203                 struct page *page;
1204 #ifdef CONFIG_CMA_RMQUEUE
1205                 if (cma)
1206                         page = __rmqueue_cma(zone, order, migratetype);
1207                 else
1208 #endif
1209                         page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1210                 if (unlikely(page == NULL))
1211                         break;
1212
1213                 /*
1214                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1215                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1216                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1217                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1218                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1219                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1220                  * properly.
1221                  */
1222                 if (likely(cold == 0))
1223                         list_add(&page->lru, list);
1224                 else
1225                         list_add_tail(&page->lru, list);
1226                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
1227                         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1228                         if (!is_migrate_cma(mt) && !is_migrate_isolate(mt))
1229                                 mt = migratetype;
1230                 }
1231                 set_freepage_migratetype(page, mt);
1232                 list = &page->lru;
1233                 if (is_migrate_cma(mt))
1234                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
1235                                               -(1 << order));
1236         }
1237         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1238         spin_unlock(&zone->lock);
1239         return i;
1240 }
1241
1242 #ifdef CONFIG_NUMA
1243 /*
1244  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1245  * currently executing processor on remote nodes after they have
1246  * expired.
1247  *
1248  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1249  * a single processor.
1250  */
1251 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1252 {
1253         unsigned long flags;
1254         int to_drain;
1255
1256         local_irq_save(flags);
1257         if (pcp->count >= pcp->batch)
1258                 to_drain = pcp->batch;
1259         else
1260                 to_drain = pcp->count;
1261         if (to_drain > 0) {
1262                 free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1263                 pcp->count -= to_drain;
1264         }
1265         local_irq_restore(flags);
1266 }
1267 #endif
1268
1269 /*
1270  * Drain pages of the indicated processor.
1271  *
1272  * The processor must either be the current processor and the
1273  * thread pinned to the current processor or a processor that
1274  * is not online.
1275  */
1276 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1277 {
1278         unsigned long flags;
1279         struct zone *zone;
1280
1281         for_each_populated_zone(zone) {
1282                 struct per_cpu_pageset *pset;
1283                 struct per_cpu_pages *pcp;
1284
1285                 local_irq_save(flags);
1286                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1287
1288                 pcp = &pset->pcp;
1289                 if (pcp->count) {
1290                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1291                         pcp->count = 0;
1292                 }
1293                 local_irq_restore(flags);
1294         }
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1299  */
1300 void drain_local_pages(void *arg)
1301 {
1302         drain_pages(smp_processor_id());
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
1307  *
1308  * Note that this code is protected against sending an IPI to an offline
1309  * CPU but does not guarantee sending an IPI to newly hotplugged CPUs:
1310  * on_each_cpu_mask() blocks hotplug and won't talk to offlined CPUs but
1311  * nothing keeps CPUs from showing up after we populated the cpumask and
1312  * before the call to on_each_cpu_mask().
1313  */
1314 void drain_all_pages(void)
1315 {
1316         int cpu;
1317         struct per_cpu_pageset *pcp;
1318         struct zone *zone;
1319
1320         /*
1321          * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
1322          * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
1323          */
1324         static cpumask_t cpus_with_pcps;
1325
1326         /*
1327          * We don't care about racing with CPU hotplug event
1328          * as offline notification will cause the notified
1329          * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
1330          * disables preemption as part of its processing
1331          */
1332         for_each_online_cpu(cpu) {
1333                 bool has_pcps = false;
1334                 for_each_populated_zone(zone) {
1335                         pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1336                         if (pcp->pcp.count) {
1337                                 has_pcps = true;
1338                                 break;
1339                         }
1340                 }
1341                 if (has_pcps)
1342                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1343                 else
1344                         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1345         }
1346         on_each_cpu_mask(&cpus_with_pcps, drain_local_pages, NULL, 1);
1347 }
1348
1349 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1350
1351 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1352 {
1353         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1354         unsigned long flags;
1355         int order, t;
1356         struct list_head *curr;
1357
1358         if (!zone->spanned_pages)
1359                 return;
1360
1361         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1362
1363         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1364         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1365                 if (pfn_valid(pfn)) {
1366                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1367
1368                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1369                                 swsusp_unset_page_free(page);
1370                 }
1371
1372         for_each_migratetype_order(order, t) {
1373                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1374                         unsigned long i;
1375
1376                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1377                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1378                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1379                 }
1380         }
1381         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1382 }
1383 #endif /* CONFIG_PM */
1384
1385 /*
1386  * Free a 0-order page
1387  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1388  */
1389 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1390 {
1391         struct zone *zone = page_zone(page);
1392         struct per_cpu_pages *pcp;
1393         unsigned long flags;
1394         int migratetype;
1395
1396         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1397                 return;
1398
1399         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1400         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1401         local_irq_save(flags);
1402         __count_vm_event(PGFREE);
1403
1404         /*
1405          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1406          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1407          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1408          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1409          * excessively into the page allocator
1410          */
1411         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1412                 if (unlikely(is_migrate_isolate(migratetype)) ||
1413                              is_migrate_cma(migratetype)) {
1414                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1415                         goto out;
1416                 }
1417                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1418         }
1419
1420         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1421         if (cold)
1422                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1423         else
1424                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1425         pcp->count++;
1426         if (pcp->count >= pcp->high) {
1427                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1428                 pcp->count -= pcp->batch;
1429         }
1430
1431 out:
1432         local_irq_restore(flags);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Free a list of 0-order pages
1437  */
1438 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, int cold)
1439 {
1440         struct page *page, *next;
1441
1442         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1443                 trace_mm_page_free_batched(page, cold);
1444                 free_hot_cold_page(page, cold);
1445         }
1446 }
1447
1448 /*
1449  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1450  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1451  * Each sub-page must be freed individually.
1452  *
1453  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1454  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1455  */
1456 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1457 {
1458         int i;
1459
1460         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1461         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1462
1463 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1464         /*
1465          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1466          * otherwise free the whole shadow.
1467          */
1468         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1469                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1470 #endif
1471
1472         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1473                 set_page_refcounted(page + i);
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL_GPL(split_page);
1476
1477 static int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
1478 {
1479         unsigned long watermark;
1480         struct zone *zone;
1481         int mt;
1482
1483         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1484
1485         zone = page_zone(page);
1486         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1487
1488         if (!is_migrate_isolate(mt)) {
1489                 /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1490                 watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1491                 if (!is_migrate_cma(mt) &&
1492                     !zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1493                         return 0;
1494
1495                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
1496         }
1497
1498         /* Remove page from free list */
1499         list_del(&page->lru);
1500         zone->free_area[order].nr_free--;
1501         rmv_page_order(page);
1502
1503         /* Set the pageblock if the isolated page is at least a pageblock */
1504         if (order >= pageblock_order - 1) {
1505                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1506                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
1507                         int mt = get_pageblock_migratetype(page);
1508                         if (!is_migrate_isolate(mt) && !is_migrate_cma(mt))
1509                                 set_pageblock_migratetype(page,
1510                                                           MIGRATE_MOVABLE);
1511                 }
1512         }
1513
1514         return 1UL << order;
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1519  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1520  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1521  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1522  * are enabled.
1523  *
1524  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1525  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1526  */
1527 int split_free_page(struct page *page)
1528 {
1529         unsigned int order;
1530         int nr_pages;
1531
1532         order = page_order(page);
1533
1534         nr_pages = __isolate_free_page(page, order);
1535         if (!nr_pages)
1536                 return 0;
1537
1538         /* Split into individual pages */
1539         set_page_refcounted(page);
1540         split_page(page, order);
1541         return nr_pages;
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1546  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1547  * or two.
1548  */
1549 static inline
1550 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1551                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1552                         int migratetype)
1553 {
1554         unsigned long flags;
1555         struct page *page;
1556         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1557
1558 again:
1559         if (likely(order == 0)) {
1560                 struct per_cpu_pages *pcp;
1561                 struct list_head *list;
1562
1563                 local_irq_save(flags);
1564                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1565                 list = &pcp->lists[migratetype];
1566                 if (list_empty(list)) {
1567 #ifndef CONFIG_CMA_RMQUEUE
1568                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1569                                         pcp->batch, list,
1570                                         migratetype, cold);
1571 #else
1572                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1573                                         pcp->batch, list,
1574                                         migratetype, cold,
1575                                         gfp_flags & __GFP_CMA);
1576 #endif
1577                         if (unlikely(list_empty(list)))
1578                                 goto failed;
1579                 }
1580
1581                 if (cold)
1582                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1583                 else
1584                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1585
1586                 list_del(&page->lru);
1587                 pcp->count--;
1588         } else {
1589                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1590                         /*
1591                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1592                          *
1593                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1594                          * properly detect and handle allocation failures.
1595                          *
1596                          * We most definitely don't want callers attempting to
1597                          * allocate greater than order-1 page units with
1598                          * __GFP_NOFAIL.
1599                          */
1600                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1601                 }
1602                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1603 #ifdef CONFIG_CMA_RMQUEUE
1604                 if (gfp_flags & __GFP_CMA)
1605                         page = __rmqueue_cma(zone, order, migratetype);
1606                 else
1607 #endif
1608                         page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1609                 spin_unlock(&zone->lock);
1610                 if (!page)
1611                         goto failed;
1612                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
1613                                           get_pageblock_migratetype(page));
1614         }
1615
1616         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1617         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1618         local_irq_restore(flags);
1619
1620         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1621         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1622                 goto again;
1623         return page;
1624
1625 failed:
1626         local_irq_restore(flags);
1627         return NULL;
1628 }
1629
1630 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1631
1632 static struct {
1633         struct fault_attr attr;
1634
1635         u32 ignore_gfp_highmem;
1636         u32 ignore_gfp_wait;
1637         u32 min_order;
1638 } fail_page_alloc = {
1639         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1640         .ignore_gfp_wait = 1,
1641         .ignore_gfp_highmem = 1,
1642         .min_order = 1,
1643 };
1644
1645 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1646 {
1647         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1648 }
1649 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1650
1651 static bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1652 {
1653         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1654                 return false;
1655         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1656                 return false;
1657         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1658                 return false;
1659         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1660                 return false;
1661
1662         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1663 }
1664
1665 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1666
1667 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1668 {
1669         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1670         struct dentry *dir;
1671
1672         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1673                                         &fail_page_alloc.attr);
1674         if (IS_ERR(dir))
1675                 return PTR_ERR(dir);
1676
1677         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1678                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1679                 goto fail;
1680         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1681                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1682                 goto fail;
1683         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1684                                 &fail_page_alloc.min_order))
1685                 goto fail;
1686
1687         return 0;
1688 fail:
1689         debugfs_remove_recursive(dir);
1690
1691         return -ENOMEM;
1692 }
1693
1694 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1695
1696 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1697
1698 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1699
1700 static inline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1701 {
1702         return false;
1703 }
1704
1705 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1706
1707 /*
1708  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1709  * of the allocation.
1710  */
1711 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1712                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1713 {
1714         /* free_pages my go negative - that's OK */
1715         long min = mark;
1716         long lowmem_reserve = z->lowmem_reserve[classzone_idx];
1717         int o;
1718         long free_cma = 0;
1719
1720         free_pages -= (1 << order) - 1;
1721         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1722                 min -= min / 2;
1723         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1724                 min -= min / 4;
1725 #ifdef CONFIG_CMA
1726         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
1727         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
1728                 free_cma = zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
1729 #endif
1730
1731         if (free_pages - free_cma <= min + lowmem_reserve)
1732                 return false;
1733         for (o = 0; o < order; o++) {
1734                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1735                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1736
1737                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1738                 min >>= min_free_order_shift;
1739
1740                 if (free_pages <= min)
1741                         return false;
1742         }
1743         return true;
1744 }
1745
1746 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1747                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1748 {
1749         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1750                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1751 }
1752
1753 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1754                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1755 {
1756         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1757
1758         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1759                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1760
1761         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1762                                                                 free_pages);
1763 }
1764
1765 #ifdef CONFIG_NUMA
1766 /*
1767  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1768  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1769  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1770  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1771  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1772  *
1773  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1774  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1775  * tasks mems_allowed, or node_states[N_MEMORY].)
1776  *
1777  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1778  * nothing and returns NULL.
1779  *
1780  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1781  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1782  *
1783  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1784  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1785  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1786  * quickly as we can.
1787  */
1788 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1789 {
1790         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1791         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1792
1793         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1794         if (!zlc)
1795                 return NULL;
1796
1797         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1798                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1799                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1800         }
1801
1802         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1803                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1804                                         &node_states[N_MEMORY];
1805         return allowednodes;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1810  * if it is worth looking at further for free memory:
1811  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1812  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1813  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1814  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1815  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1816  * else return false (zero) if it is not.
1817  *
1818  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1819  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1820  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1821  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1822  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1823  * into the second scan of the zonelist.
1824  *
1825  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1826  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1827  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1828  * unturned looking for a free page.
1829  */
1830 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1831                                                 nodemask_t *allowednodes)
1832 {
1833         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1834         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1835         int n;                          /* node that zone *z is on */
1836
1837         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1838         if (!zlc)
1839                 return 1;
1840
1841         i = z - zonelist->_zonerefs;
1842         n = zlc->z_to_n[i];
1843
1844         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1845         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1850  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1851  * from that zone don't waste time re-examining it.
1852  */
1853 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1854 {
1855         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1856         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1857
1858         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1859         if (!zlc)
1860                 return;
1861
1862         i = z - zonelist->_zonerefs;
1863
1864         set_bit(i, zlc->fullzones);
1865 }
1866
1867 /*
1868  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1869  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1870  */
1871 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1872 {
1873         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1874
1875         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1876         if (!zlc)
1877                 return;
1878
1879         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1880 }
1881
1882 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1883 {
1884         return node_isset(local_zone->node, zone->zone_pgdat->reclaim_nodes);
1885 }
1886
1887 static void __paginginit init_zone_allows_reclaim(int nid)
1888 {
1889         int i;
1890
1891         for_each_online_node(i)
1892                 if (node_distance(nid, i) <= RECLAIM_DISTANCE)
1893                         node_set(i, NODE_DATA(nid)->reclaim_nodes);
1894                 else
1895                         zone_reclaim_mode = 1;
1896 }
1897
1898 #else   /* CONFIG_NUMA */
1899
1900 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1901 {
1902         return NULL;
1903 }
1904
1905 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1906                                 nodemask_t *allowednodes)
1907 {
1908         return 1;
1909 }
1910
1911 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1912 {
1913 }
1914
1915 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1916 {
1917 }
1918
1919 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1920 {
1921         return true;
1922 }
1923
1924 static inline void init_zone_allows_reclaim(int nid)
1925 {
1926 }
1927 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1928
1929 /*
1930  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1931  * a page.
1932  */
1933 static struct page *
1934 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1935                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1936                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1937 {
1938         struct zoneref *z;
1939         struct page *page = NULL;
1940         int classzone_idx;
1941         struct zone *zone;
1942         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1943         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1944         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1945
1946         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1947 zonelist_scan:
1948         /*
1949          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1950          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1951          */
1952         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1953                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1954                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1955                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1956                                 continue;
1957                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1958                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1959                                 continue;
1960                 /*
1961                  * When allocating a page cache page for writing, we
1962                  * want to get it from a zone that is within its dirty
1963                  * limit, such that no single zone holds more than its
1964                  * proportional share of globally allowed dirty pages.
1965                  * The dirty limits take into account the zone's
1966                  * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
1967                  * should be able to balance it without having to
1968                  * write pages from its LRU list.
1969                  *
1970                  * This may look like it could increase pressure on
1971                  * lower zones by failing allocations in higher zones
1972                  * before they are full.  But the pages that do spill
1973                  * over are limited as the lower zones are protected
1974                  * by this very same mechanism.  It should not become
1975                  * a practical burden to them.
1976                  *
1977                  * XXX: For now, allow allocations to potentially
1978                  * exceed the per-zone dirty limit in the slowpath
1979                  * (ALLOC_WMARK_LOW unset) before going into reclaim,
1980                  * which is important when on a NUMA setup the allowed
1981                  * zones are together not big enough to reach the
1982                  * global limit.  The proper fix for these situations
1983                  * will require awareness of zones in the
1984                  * dirty-throttling and the flusher threads.
1985                  */
1986                 if ((alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW) &&
1987                     (gfp_mask & __GFP_WRITE) && !zone_dirty_ok(zone))
1988                         goto this_zone_full;
1989
1990                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1991                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1992                         unsigned long mark;
1993                         int ret;
1994
1995                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1996                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1997                                     classzone_idx, alloc_flags))
1998                                 goto try_this_zone;
1999
2000                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
2001                                         !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
2002                                 /*
2003                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
2004                                  * and before considering the first zone allowed
2005                                  * by the cpuset.
2006                                  */
2007                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
2008                                 zlc_active = 1;
2009                                 did_zlc_setup = 1;
2010                         }
2011
2012                         if (zone_reclaim_mode == 0 ||
2013                             !zone_allows_reclaim(preferred_zone, zone))
2014                                 goto this_zone_full;
2015
2016                         /*
2017                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
2018                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
2019                          */
2020                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
2021                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
2022                                 continue;
2023
2024                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
2025                         switch (ret) {
2026                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
2027                                 /* did not scan */
2028                                 continue;
2029                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
2030                                 /* scanned but unreclaimable */
2031                                 continue;
2032                         default:
2033                                 /* did we reclaim enough */
2034                                 if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
2035                                                 classzone_idx, alloc_flags))
2036                                         goto try_this_zone;
2037
2038                                 /*
2039                                  * Failed to reclaim enough to meet watermark.
2040                                  * Only mark the zone full if checking the min
2041                                  * watermark or if we failed to reclaim just
2042                                  * 1<<order pages or else the page allocator
2043                                  * fastpath will prematurely mark zones full
2044                                  * when the watermark is between the low and
2045                                  * min watermarks.
2046                                  */
2047                                 if (((alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK) == ALLOC_WMARK_MIN) ||
2048                                     ret == ZONE_RECLAIM_SOME)
2049                                         goto this_zone_full;
2050
2051                                 continue;
2052                         }
2053                 }
2054
2055 try_this_zone:
2056                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
2057                                                 gfp_mask, migratetype);
2058                 if (page)
2059                         break;
2060 this_zone_full:
2061                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2062                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
2063         }
2064
2065         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && page == NULL && zlc_active)) {
2066                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
2067                 zlc_active = 0;
2068                 goto zonelist_scan;
2069         }
2070
2071         if (page)
2072                 /*
2073                  * page->pfmemalloc is set when ALLOC_NO_WATERMARKS was
2074                  * necessary to allocate the page. The expectation is
2075                  * that the caller is taking steps that will free more
2076                  * memory. The caller should avoid the page being used
2077                  * for !PFMEMALLOC purposes.
2078                  */
2079                 page->pfmemalloc = !!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2080
2081         return page;
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
2086  * meminfo in irq context.
2087  */
2088 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
2089 {
2090         bool ret = false;
2091
2092 #if NODES_SHIFT > 8
2093         ret = in_interrupt();
2094 #endif
2095         return ret;
2096 }
2097
2098 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
2099                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2100                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2101
2102 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
2103 {
2104         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2105
2106         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs) ||
2107             debug_guardpage_minorder() > 0)
2108                 return;
2109
2110         /*
2111          * Walking all memory to count page types is very expensive and should
2112          * be inhibited in non-blockable contexts.
2113          */
2114         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2115                 filter |= SHOW_MEM_FILTER_PAGE_COUNT;
2116
2117         /*
2118          * This documents exceptions given to allocations in certain
2119          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
2120          * of allowed nodes.
2121          */
2122         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2123                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2124                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
2125                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2126         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2127                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2128
2129         if (fmt) {
2130                 struct va_format vaf;
2131                 va_list args;
2132
2133                 va_start(args, fmt);
2134
2135                 vaf.fmt = fmt;
2136                 vaf.va = &args;
2137
2138                 pr_warn("%pV", &vaf);
2139
2140                 va_end(args);
2141         }
2142
2143         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
2144                 current->comm, order, gfp_mask);
2145
2146         dump_stack();
2147         if (!should_suppress_show_mem())
2148                 show_mem(filter);
2149 }
2150
2151 static inline int
2152 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2153                                 unsigned long did_some_progress,
2154                                 unsigned long pages_reclaimed)
2155 {
2156         /* Do not loop if specifically requested */
2157         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2158                 return 0;
2159
2160         /* Always retry if specifically requested */
2161         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2162                 return 1;
2163
2164         /*
2165          * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can prevent reclaim
2166          * making forward progress without invoking OOM. Suspend also disables
2167          * storage devices so kswapd will not help. Bail if we are suspending.
2168          */
2169         if (!did_some_progress && pm_suspended_storage())
2170                 return 0;
2171
2172         /*
2173          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
2174          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
2175          * implementations.
2176          */
2177         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2178                 return 1;
2179
2180         /*
2181          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
2182          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
2183          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
2184          * large as the allocation's order. In both cases, if the
2185          * allocation still fails, we stop retrying.
2186          */
2187         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
2188                 return 1;
2189
2190         return 0;
2191 }
2192
2193 static inline struct page *
2194 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2195         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2196         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2197         int migratetype)
2198 {
2199         struct page *page;
2200
2201         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
2202         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
2203                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
2204                 return NULL;
2205         }
2206
2207         /*
2208          * PM-freezer should be notified that there might be an OOM killer on
2209          * its way to kill and wake somebody up. This is too early and we might
2210          * end up not killing anything but false positives are acceptable.
2211          * See freeze_processes.
2212          */
2213         note_oom_kill();
2214
2215         /*
2216          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
2217          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
2218          * we're still under heavy pressure.
2219          */
2220         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
2221                 order, zonelist, high_zoneidx,
2222                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
2223                 preferred_zone, migratetype);
2224         if (page)
2225                 goto out;
2226
2227         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2228                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
2229                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2230                         goto out;
2231                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
2232                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2233                         goto out;
2234                 /*
2235                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
2236                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
2237                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
2238                  * it specifies __GFP_THISNODE.
2239                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
2240                  */
2241                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
2242                         goto out;
2243         }
2244         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
2245         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask, false);
2246
2247 out:
2248         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
2249         return page;
2250 }
2251
2252 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2253 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
2254 static struct page *
2255 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2256         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2257         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2258         int migratetype, bool sync_migration,
2259         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2260         unsigned long *did_some_progress)
2261 {
2262         if (!order)
2263                 return NULL;
2264
2265         if (compaction_deferred(preferred_zone, order)) {
2266                 *deferred_compaction = true;
2267                 return NULL;
2268         }
2269
2270         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2271         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
2272                                                 nodemask, sync_migration,
2273                                                 contended_compaction);
2274         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2275
2276         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
2277                 struct page *page;
2278
2279                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
2280                 drain_pages(get_cpu());
2281                 put_cpu();
2282
2283                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
2284                                 order, zonelist, high_zoneidx,
2285                                 alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2286                                 preferred_zone, migratetype);
2287                 if (page) {
2288                         preferred_zone->compact_blockskip_flush = false;
2289                         preferred_zone->compact_considered = 0;
2290                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
2291                         if (order >= preferred_zone->compact_order_failed)
2292                                 preferred_zone->compact_order_failed = order + 1;
2293                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
2294                         return page;
2295                 }
2296
2297                 /*
2298                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
2299                  * The most likely reason is that pages exist,
2300                  * but not enough to satisfy watermarks.
2301                  */
2302                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
2303
2304                 /*
2305                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
2306                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
2307                  */
2308                 if (sync_migration)
2309                         defer_compaction(preferred_zone, order);
2310
2311                 cond_resched();
2312         }
2313
2314         return NULL;
2315 }
2316 #else
2317 static inline struct page *
2318 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2319         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2320         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2321         int migratetype, bool sync_migration,
2322         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2323         unsigned long *did_some_progress)
2324 {
2325         /* Mark deferred_compaction as true to avoid direct reclaim
2326          * for high-order allocation */
2327         *deferred_compaction = true;
2328         return NULL;
2329 }
2330 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2331
2332 /* Perform direct synchronous page reclaim */
2333 static int
2334 __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2335                   nodemask_t *nodemask)
2336 {
2337         struct reclaim_state reclaim_state;
2338         int progress;
2339
2340         cond_resched();
2341
2342         /* We now go into synchronous reclaim */
2343         cpuset_memory_pressure_bump();
2344         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2345         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2346         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2347         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2348
2349         progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2350
2351         current->reclaim_state = NULL;
2352         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2353         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2354
2355         cond_resched();
2356
2357         return progress;
2358 }
2359
2360 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2361 static inline struct page *
2362 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2363         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2364         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2365         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
2366 {
2367         struct page *page = NULL;
2368         bool drained = false;
2369
2370         *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, zonelist,
2371                                                nodemask);
2372         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2373                 return NULL;
2374
2375         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2376         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2377                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2378
2379 retry:
2380         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2381                                         zonelist, high_zoneidx,
2382                                         alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2383                                         preferred_zone, migratetype);
2384
2385         /*
2386          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2387          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2388          */
2389         if (!page && !drained) {
2390                 drain_all_pages();
2391                 drained = true;
2392                 goto retry;
2393         }
2394
2395         return page;
2396 }
2397
2398 /*
2399  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2400  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2401  */
2402 static inline struct page *
2403 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2404         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2405         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2406         int migratetype)
2407 {
2408         struct page *page;
2409
2410         do {
2411                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2412                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2413                         preferred_zone, migratetype);
2414
2415                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2416                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2417         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2418
2419         return page;
2420 }
2421
2422 static inline
2423 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2424                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2425                                                 enum zone_type classzone_idx)
2426 {
2427         struct zoneref *z;
2428         struct zone *zone;
2429
2430         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2431                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2432 }
2433
2434 static inline int
2435 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2436 {
2437         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2438         const bool atomic = !(gfp_mask & (__GFP_WAIT | __GFP_NO_KSWAPD));
2439
2440         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2441         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2442
2443         /*
2444          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2445          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2446          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2447          * set both ALLOC_HARDER (atomic == true) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2448          */
2449         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2450
2451         if (atomic) {
2452                 /*
2453                  * Not worth trying to allocate harder for __GFP_NOMEMALLOC even
2454                  * if it can't schedule.
2455                  */
2456                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2457                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2458                 /*
2459                  * Ignore cpuset mems for GFP_ATOMIC rather than fail, see the
2460                  * comment for __cpuset_node_allowed_softwall().
2461                  */
2462                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2463         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2464                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2465
2466         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2467                 if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
2468                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2469                 else if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
2470                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2471                 else if (!in_interrupt() &&
2472                                 ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2473                                  unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2474                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2475         }
2476 #ifdef CONFIG_CMA
2477         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2478                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2479 #endif
2480         return alloc_flags;
2481 }
2482
2483 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
2484 {
2485         return !!(gfp_to_alloc_flags(gfp_mask) & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2486 }
2487
2488 static uint  debug_high_order_alloc = 0;
2489
2490 module_param_named(debug_high_order_alloc, debug_high_order_alloc, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
2491
2492
2493 static inline struct page *
2494 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2495         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2496         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2497         int migratetype)
2498 {
2499         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2500         struct page *page = NULL;
2501         int alloc_flags;
2502         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2503         unsigned long did_some_progress;
2504         bool sync_migration = false;
2505         bool deferred_compaction = false;
2506         bool contended_compaction = false;
2507
2508 #ifdef CONFIG_SPRD_MEM_POOL
2509         /*sprd alloc*/
2510         if(-1 == sprd_page_mask_check(current->pid))
2511                 return NULL;
2512 #endif
2513         /*
2514          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2515          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2516          * be using allocators in order of preference for an area that is
2517          * too large.
2518          */
2519         if (order >= MAX_ORDER) {
2520                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2521                 return NULL;
2522         }
2523
2524         /*
2525          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2526          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2527          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2528          * using a larger set of nodes after it has established that the
2529          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2530          * over allocated.
2531          */
2532         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
2533                         (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2534                 goto nopage;
2535
2536         count_vm_event(SLOWPATH_ENTERED);
2537
2538 restart:
2539         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2540                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2541                                                 zone_idx(preferred_zone));
2542
2543         /*
2544          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2545          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2546          * to how we want to proceed.
2547          */
2548         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2549
2550         /*
2551          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2552          * cpusets.
2553          */
2554         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2555                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2556                                         &preferred_zone);
2557
2558 rebalance:
2559         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2560         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2561                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2562                         preferred_zone, migratetype);
2563         if (page)
2564                 goto got_pg;
2565
2566         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2567         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2568                 /*
2569                  * Ignore mempolicies if ALLOC_NO_WATERMARKS on the grounds
2570                  * the allocation is high priority and these type of
2571                  * allocations are system rather than user orientated
2572                  */
2573                 zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);
2574
2575                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2576                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2577                                 preferred_zone, migratetype);
2578                 if (page) {
2579                         goto got_pg;
2580                 }
2581         }
2582
2583         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2584         if (!wait)
2585                 goto nopage;
2586
2587         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2588         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2589                 goto nopage;
2590
2591         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2592         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2593                 goto nopage;
2594
2595         /*
2596          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2597          * attempts after direct reclaim are synchronous
2598          */
2599         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2600                                         zonelist, high_zoneidx,
2601                                         nodemask,
2602                                         alloc_flags, preferred_zone,
2603                                         migratetype, sync_migration,
2604                                         &contended_compaction,
2605                                         &deferred_compaction,
2606                                         &did_some_progress);
2607         if (page)
2608                 goto got_pg;
2609         sync_migration = true;
2610
2611         /*
2612          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2613          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2614          * requested a movable allocation that does not heavily disrupt the
2615          * system then fail the allocation instead of entering direct reclaim.
2616          */
2617         if ((deferred_compaction || contended_compaction) &&
2618                                                 (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2619                 goto nopage;
2620
2621
2622         if(debug_high_order_alloc && (order > 1))
2623         {
2624                 printk("%s: pid:%d, name:%s, mask:0x%X, order:%d \r\n", __func__, current->pid, current->comm, gfp_mask, order);
2625                 WARN_ON(1);
2626         }
2627
2628         /* Try direct reclaim and then allocating */
2629         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2630                                         zonelist, high_zoneidx,
2631                                         nodemask,
2632                                         alloc_flags, preferred_zone,
2633                                         migratetype, &did_some_progress);
2634         if (page)
2635                 goto got_pg;
2636
2637 #ifdef CONFIG_SPRD_MEM_POOL
2638         /*for sprd page alloc*/
2639         page  = sprd_page_alloc(gfp_mask, order, high_zoneidx);
2640         if (page)
2641                 goto got_pg;
2642 #endif
2643
2644         /*
2645          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2646          * running out of options and have to consider going OOM
2647          */
2648         if (!did_some_progress) {
2649                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2650                         if (oom_killer_disabled)
2651                                 goto nopage;
2652                         /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
2653                         if ((current->flags & PF_DUMPCORE) &&
2654                             !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2655                                 goto nopage;
2656                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2657                                         zonelist, high_zoneidx,
2658                                         nodemask, preferred_zone,
2659                                         migratetype);
2660                         if (page)
2661                                 goto got_pg;
2662
2663                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2664                                 /*
2665                                  * The oom killer is not called for high-order
2666                                  * allocations that may fail, so if no progress
2667                                  * is being made, there are no other options and
2668                                  * retrying is unlikely to help.
2669                                  */
2670                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2671                                         goto nopage;
2672                                 /*
2673                                  * The oom killer is not called for lowmem
2674                                  * allocations to prevent needlessly killing
2675                                  * innocent tasks.
2676                                  */
2677                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2678                                         goto nopage;
2679                         }
2680
2681                         goto restart;
2682                 }
2683         }
2684
2685         /* Check if we should retry the allocation */
2686         pages_reclaimed += did_some_progress;
2687         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, did_some_progress,
2688                                                 pages_reclaimed)) {
2689                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2690                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2691                 goto rebalance;
2692         } else {
2693                 /*
2694                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2695                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2696                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2697                  */
2698                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2699                                         zonelist, high_zoneidx,
2700                                         nodemask,
2701                                         alloc_flags, preferred_zone,
2702                                         migratetype, sync_migration,
2703                                         &contended_compaction,
2704                                         &deferred_compaction,
2705                                         &did_some_progress);
2706                 if (page)
2707                         goto got_pg;
2708         }
2709
2710 nopage:
2711         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2712         return page;
2713 got_pg:
2714         if (kmemcheck_enabled)
2715                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2716
2717         return page;
2718 }
2719
2720 /*
2721  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2722  */
2723 struct page *
2724 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2725                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2726 {
2727         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2728         struct zone *preferred_zone;
2729         struct page *page = NULL;
2730         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2731         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2732         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET;
2733         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2734
2735         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2736
2737         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2738
2739         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2740
2741         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2742                 return NULL;
2743
2744         /*
2745          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2746          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2747          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2748          */
2749         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2750                 return NULL;
2751
2752         /*
2753          * Will only have any effect when __GFP_KMEMCG is set.  This is
2754          * verified in the (always inline) callee
2755          */
2756         if (!memcg_kmem_newpage_charge(gfp_mask, &memcg, order))
2757                 return NULL;
2758
2759 retry_cpuset:
2760         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2761
2762         /* The preferred zone is used for statistics later */
2763         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2764                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2765                                 &preferred_zone);
2766         if (!preferred_zone)
2767                 goto out;
2768
2769 #ifdef CONFIG_CMA
2770         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2771                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2772 #endif
2773         /* First allocation attempt */
2774         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2775                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags,
2776                         preferred_zone, migratetype);
2777         if (unlikely(!page)) {
2778                 /*
2779                  * Runtime PM, block IO and its error handling path
2780                  * can deadlock because I/O on the device might not
2781                  * complete.
2782                  */
2783                 gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask);
2784                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2785                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2786                                 preferred_zone, migratetype);
2787         }
2788
2789         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2790
2791 out:
2792         /*
2793          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2794          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2795          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2796          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2797          */
2798         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2799                 goto retry_cpuset;
2800
2801         memcg_kmem_commit_charge(page, memcg, order);
2802
2803         return page;
2804 }
2805 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2806
2807 /*
2808  * Common helper functions.
2809  */
2810 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2811 {
2812         struct page *page;
2813
2814         /*
2815          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2816          * a highmem page
2817          */
2818         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2819
2820         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2821         if (!page)
2822                 return 0;
2823         return (unsigned long) page_address(page);
2824 }
2825 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2826
2827 #ifdef CONFIG_SPRD_PAGERECORDER
2828 /*
2829  * Common helper functions.
2830  */
2831 unsigned long __get_free_pages_nopagedebug(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2832 {
2833         struct page *page;
2834
2835         /*
2836          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2837          * a highmem page
2838          */
2839         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2840
2841         page = alloc_pages_nopagedebug(gfp_mask, order);
2842         if (!page)
2843                 return 0;
2844         return (unsigned long) page_address(page);
2845 }
2846 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages_nopagedebug);
2847
2848 unsigned long get_zeroed_page_nopagedebug(gfp_t gfp_mask)
2849 {
2850         return __get_free_pages_nopagedebug(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2851 }
2852 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page_nopagedebug);
2853
2854 #endif
2855
2856
2857 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2858 {
2859         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2860 }
2861 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2862
2863 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2864 {
2865 #ifdef CONFIG_SPRD_PAGERECORDER
2866         if(!in_interrupt())
2867         {
2868                 remove_page_record((void *)page,order);
2869         }
2870 #endif
2871         if (put_page_testzero(page)) {
2872                 if (order == 0)
2873                         free_hot_cold_page(page, 0);
2874                 else
2875                         __free_pages_ok(page, order);
2876         }
2877 }
2878
2879 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2880
2881 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2882 {
2883         if (addr != 0) {
2884                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2885                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2886         }
2887 }
2888
2889 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2890
2891 #ifdef CONFIG_SPRD_PAGERECORDER
2892 void __free_pages_nopagedebug(struct page *page, unsigned int order)
2893 {
2894        if (put_page_testzero(page)) {
2895                 if (order == 0)
2896                         free_hot_cold_page(page, 0);
2897                 else
2898                         __free_pages_ok(page, order);
2899         }
2900 }
2901
2902 EXPORT_SYMBOL(__free_pages_nopagedebug);
2903
2904 void free_pages_nopagedebug(unsigned long addr, unsigned int order)
2905 {
2906         if (addr != 0) {
2907                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2908                 __free_pages_nopagedebug(virt_to_page((void *)addr), order);
2909         }
2910 }
2911
2912 EXPORT_SYMBOL(free_pages_nopagedebug);
2913 #endif
2914
2915 /*
2916  * __free_memcg_kmem_pages and free_memcg_kmem_pages will free
2917  * pages allocated with __GFP_KMEMCG.
2918  *
2919  * Those pages are accounted to a particular memcg, embedded in the
2920  * corresponding page_cgroup. To avoid adding a hit in the allocator to search
2921  * for that information only to find out that it is NULL for users who have no
2922  * interest in that whatsoever, we provide these functions.
2923  *
2924  * The caller knows better which flags it relies on.
2925  */
2926 void __free_memcg_kmem_pages(struct page *page, unsigned int order)
2927 {
2928         memcg_kmem_uncharge_pages(page, order);
2929         __free_pages(page, order);
2930 }
2931
2932 #ifdef CONFIG_SPRD_PAGERECORDER
2933 void __free_memcg_kmem_pages_nopagedebug(struct page *page, unsigned int order)
2934 {
2935         memcg_kmem_uncharge_pages(page, order);
2936         __free_pages_nopagedebug(page, order);
2937 }
2938 #endif
2939
2940 void free_memcg_kmem_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2941 {
2942         if (addr != 0) {
2943                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2944                 __free_memcg_kmem_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2945         }
2946 }
2947
2948 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2949 {
2950         if (addr) {
2951                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2952                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2953
2954                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2955                 while (used < alloc_end) {
2956                         free_page(used);
2957                         used += PAGE_SIZE;
2958                 }
2959         }
2960         return (void *)addr;
2961 }
2962
2963 /**
2964  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2965  * @size: the number of bytes to allocate
2966  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2967  *
2968  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2969  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2970  * allocate memory in power-of-two pages.
2971  *
2972  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2973  *
2974  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2975  */
2976 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2977 {
2978         unsigned int order = get_order(size);
2979         unsigned long addr;
2980
2981         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2982         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2983 }
2984 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2985
2986 /**
2987  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2988  *                         pages on a node.
2989  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2990  * @size: the number of bytes to allocate
2991  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2992  *
2993  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2994  * back.
2995  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2996  * but is not exact.
2997  */
2998 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2999 {
3000         unsigned order = get_order(size);
3001         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
3002         if (!p)
3003                 return NULL;
3004         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
3005 }
3006 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
3007
3008 /**
3009  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
3010  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
3011  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
3012  *
3013  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
3014  */
3015 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
3016 {
3017         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
3018         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
3019
3020         while (addr < end) {
3021                 free_page(addr);
3022                 addr += PAGE_SIZE;
3023         }
3024 }
3025 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
3026
3027 /**
3028  * nr_free_zone_pages - count number of pages beyond high watermark
3029  * @offset: The zone index of the highest zone
3030  *
3031  * nr_free_zone_pages() counts the number of counts pages which are beyond the
3032  * high watermark within all zones at or below a given zone index.  For each
3033  * zone, the number of pages is calculated as:
3034  *     present_pages - high_pages
3035  */
3036 static unsigned long nr_free_zone_pages(int offset)
3037 {
3038         struct zoneref *z;
3039         struct zone *zone;
3040
3041         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
3042         unsigned long sum = 0;
3043
3044         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
3045
3046         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
3047                 unsigned long size = zone->managed_pages;
3048                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
3049                 if (size > high)
3050                         sum += size - high;
3051         }
3052
3053         return sum;
3054 }
3055
3056 /**
3057  * nr_free_buffer_pages - count number of pages beyond high watermark
3058  *
3059  * nr_free_buffer_pages() counts the number of pages which are beyond the high
3060  * watermark within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL.
3061  */
3062 unsigned long nr_free_buffer_pages(void)
3063 {
3064         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
3065 }
3066 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
3067
3068 /**
3069  * nr_free_pagecache_pages - count number of pages beyond high watermark
3070  *
3071  * nr_free_pagecache_pages() counts the number of pages which are beyond the
3072  * high watermark within all zones.
3073  */
3074 unsigned long nr_free_pagecache_pages(void)
3075 {
3076         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
3077 }
3078
3079 static inline void show_node(struct zone *zone)
3080 {
3081         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
3082                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
3083 }
3084
3085 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
3086 {
3087         val->totalram = totalram_pages;
3088         val->sharedram = 0;
3089         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
3090         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
3091         val->totalhigh = totalhigh_pages;
3092         val->freehigh = nr_free_highpages();
3093         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
3094 }
3095
3096 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
3097
3098 #ifdef CONFIG_NUMA
3099 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
3100 {
3101         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3102
3103         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
3104         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
3105 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3106         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].managed_pages;
3107         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
3108                         NR_FREE_PAGES);
3109 #else
3110         val->totalhigh = 0;
3111         val->freehigh = 0;
3112 #endif
3113         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
3114 }
3115 #endif
3116
3117 /*
3118  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
3119  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
3120  */
3121 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
3122 {
3123         bool ret = false;
3124         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3125
3126         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
3127                 goto out;
3128
3129         do {
3130                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3131                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
3132         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
3133 out:
3134         return ret;
3135 }
3136
3137 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
3138
3139 static void show_migration_types(unsigned char type, unsigned long *nr_migrate)
3140 {
3141         static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
3142                 [MIGRATE_UNMOVABLE]     = 'U',
3143                 [MIGRATE_RECLAIMABLE]   = 'E',
3144                 [MIGRATE_MOVABLE]       = 'M',
3145                 [MIGRATE_RESERVE]       = 'R',
3146 #ifdef CONFIG_CMA
3147                 [MIGRATE_CMA]           = 'C',
3148 #endif
3149 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
3150                 [MIGRATE_ISOLATE]       = 'I',
3151 #endif
3152         };
3153         char tmp[128];
3154         char *p = tmp;
3155         int i;
3156
3157         for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
3158                 if (type & (1 << i))
3159                         p += sprintf(p, "%c%d", types[i], nr_migrate[i]);
3160         }
3161
3162         *p = '\0';
3163         printk("(%s) ", tmp);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
3168  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
3169  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
3170  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
3171  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
3172  */
3173 void show_free_areas(unsigned int filter)
3174 {
3175         int cpu;
3176         struct zone *zone;
3177
3178         for_each_populated_zone(zone) {
3179                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3180                         continue;
3181                 show_node(zone);
3182                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
3183
3184                 for_each_online_cpu(cpu) {
3185                         struct per_cpu_pageset *pageset;
3186
3187                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3188
3189                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
3190                                cpu, pageset->pcp.high,
3191                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
3192                 }
3193         }
3194
3195         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
3196                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
3197                 " unevictable:%lu"
3198                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
3199                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
3200                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
3201                 " free_cma:%lu\n",
3202                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
3203                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
3204                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
3205                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
3206                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
3207                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
3208                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
3209                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
3210                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
3211                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
3212                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
3213                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
3214                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
3215                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
3216                 global_page_state(NR_SHMEM),
3217                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
3218                 global_page_state(NR_BOUNCE),
3219                 global_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
3220
3221         for_each_populated_zone(zone) {
3222                 int i;
3223
3224                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3225                         continue;
3226                 show_node(zone);
3227                 printk("%s"
3228                         " free:%lukB"
3229                         " min:%lukB"
3230                         " low:%lukB"
3231                         " high:%lukB"
3232                         " active_anon:%lukB"
3233                         " inactive_anon:%lukB"
3234                         " active_file:%lukB"
3235                         " inactive_file:%lukB"
3236                         " unevictable:%lukB"
3237                         " isolated(anon):%lukB"
3238                         " isolated(file):%lukB"
3239                         " present:%lukB"
3240                         " managed:%lukB"
3241                         " mlocked:%lukB"
3242                         " dirty:%lukB"
3243                         " writeback:%lukB"
3244                         " mapped:%lukB"
3245                         " shmem:%lukB"
3246                         " slab_reclaimable:%lukB"
3247                         " slab_unreclaimable:%lukB"
3248                         " kernel_stack:%lukB"
3249                         " pagetables:%lukB"
3250                         " unstable:%lukB"
3251                         " bounce:%lukB"
3252                         " free_cma:%lukB"
3253                         " writeback_tmp:%lukB"
3254                         " pages_scanned:%lu"
3255                         " all_unreclaimable? %s"
3256                         "\n",
3257                         zone->name,
3258                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
3259                         K(min_wmark_pages(zone)),
3260                         K(low_wmark_pages(zone)),
3261                         K(high_wmark_pages(zone)),
3262                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
3263                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
3264                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
3265                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
3266                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
3267                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
3268                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
3269                         K(zone->present_pages),
3270                         K(zone->managed_pages),
3271                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
3272                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
3273                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
3274                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
3275                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
3276                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
3277                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
3278                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
3279                                 THREAD_SIZE / 1024,
3280                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
3281                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
3282                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
3283                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)),
3284                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
3285                         zone->pages_scanned,
3286                         (!zone_reclaimable(zone) ? "yes" : "no")
3287                         );
3288                 printk("lowmem_reserve[]:");
3289                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3290                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
3291                 printk("\n");
3292         }
3293
3294         for_each_populated_zone(zone) {
3295                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
3296                 unsigned char types[MAX_ORDER];
3297                 unsigned long nr_migrate[MAX_ORDER][MIGRATE_TYPES] = {0};
3298
3299                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3300                         continue;
3301                 show_node(zone);
3302                 printk("%s: ", zone->name);
3303
3304                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3305                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3306                         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
3307                         int type;
3308                         struct list_head *temp;
3309
3310                         nr[order] = area->nr_free;
3311                         total += nr[order] << order;
3312
3313                         types[order] = 0;
3314                         for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
3315                                 if (!list_empty(&area->free_list[type]))
3316                                         types[order] |= 1 << type;
3317                                 list_for_each(temp, &area->free_list[type]) {
3318                                         nr_migrate[order][type]++;
3319                                 }
3320                         }
3321                 }
3322                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3323                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3324                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
3325                         if (nr[order])
3326                                 show_migration_types(types[order], nr_migrate[order]);
3327                 }
3328                 printk("= %lukB\n", K(total));
3329         }
3330
3331         hugetlb_show_meminfo();
3332
3333         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
3334
3335         show_swap_cache_info();
3336 }
3337
3338 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
3339 {
3340         zoneref->zone = zone;
3341         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
3342 }
3343
3344 /*
3345  * Builds allocation fallback zone lists.
3346  *
3347  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
3348  */
3349 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
3350                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
3351 {
3352         struct zone *zone;
3353
3354         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
3355         zone_type++;
3356
3357         do {
3358                 zone_type--;
3359                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
3360                 if (populated_zone(zone)) {
3361                         zoneref_set_zone(zone,
3362                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
3363                         check_highest_zone(zone_type);
3364                 }
3365
3366         } while (zone_type);
3367         return nr_zones;
3368 }
3369
3370
3371 /*
3372  *  zonelist_order:
3373  *  0 = automatic detection of better ordering.
3374  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
3375  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
3376  *
3377  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
3378  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
3379  */
3380 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
3381 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
3382 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
3383
3384 /* zonelist order in the kernel.
3385  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
3386  */
3387 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3388 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
3389
3390
3391 #ifdef CONFIG_NUMA
3392 /* The value user specified ....changed by config */
3393 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3394 /* string for sysctl */
3395 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
3396 char numa_zonelist_order[16] = "default";
3397
3398 /*
3399  * interface for configure zonelist ordering.
3400  * command line option "numa_zonelist_order"
3401  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
3402  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
3403  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
3404  */
3405
3406 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
3407 {
3408         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
3409                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3410         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
3411                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
3412         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
3413                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3414         } else {
3415                 printk(KERN_WARNING
3416                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
3417                         "%s\n", s);
3418                 return -EINVAL;
3419         }
3420         return 0;
3421 }
3422
3423 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
3424 {
3425         int ret;
3426
3427         if (!s)
3428                 return 0;
3429
3430         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
3431         if (ret == 0)
3432                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3433
3434         return ret;
3435 }
3436 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
3437
3438 /*
3439  * sysctl handler for numa_zonelist_order
3440  */
3441 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
3442                 void __user *buffer, size_t *length,
3443                 loff_t *ppos)
3444 {
3445         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
3446         int ret;
3447         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
3448
3449         mutex_lock(&zl_order_mutex);
3450         if (write)
3451                 strcpy(saved_string, (char*)table->data);
3452         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
3453         if (ret)
3454                 goto out;
3455         if (write) {
3456                 int oldval = user_zonelist_order;
3457                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
3458                         /*
3459                          * bogus value.  restore saved string
3460                          */
3461                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
3462                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3463                         user_zonelist_order = oldval;
3464                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
3465                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
3466                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
3467                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
3468                 }
3469         }
3470 out:
3471         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
3472         return ret;
3473 }
3474
3475
3476 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
3477 static int node_load[MAX_NUMNODES];
3478
3479 /**
3480  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
3481  * @node: node whose fallback list we're appending
3482  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
3483  *
3484  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
3485  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
3486  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
3487  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
3488  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
3489  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
3490  * on them otherwise.
3491  * It returns -1 if no node is found.
3492  */
3493 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
3494 {
3495         int n, val;
3496         int min_val = INT_MAX;
3497         int best_node = NUMA_NO_NODE;
3498         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
3499
3500         /* Use the local node if we haven't already */
3501         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
3502                 node_set(node, *used_node_mask);
3503                 return node;
3504         }
3505
3506         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
3507
3508                 /* Don't want a node to appear more than once */
3509                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
3510                         continue;
3511
3512                 /* Use the distance array to find the distance */
3513                 val = node_distance(node, n);
3514
3515                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
3516                 val += (n < node);
3517
3518                 /* Give preference to headless and unused nodes */
3519                 tmp = cpumask_of_node(n);
3520                 if (!cpumask_empty(tmp))
3521                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
3522
3523                 /* Slight preference for less loaded node */
3524                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
3525                 val += node_load[n];
3526
3527                 if (val < min_val) {
3528                         min_val = val;
3529                         best_node = n;
3530                 }
3531         }
3532
3533         if (best_node >= 0)
3534                 node_set(best_node, *used_node_mask);
3535
3536         return best_node;
3537 }
3538
3539
3540 /*
3541  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
3542  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
3543  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
3544  */
3545 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
3546 {
3547         int j;
3548         struct zonelist *zonelist;
3549
3550         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3551         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
3552                 ;
3553         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3554                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3555         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3556         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3557 }
3558
3559 /*
3560  * Build gfp_thisnode zonelists
3561  */
3562 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3563 {
3564         int j;
3565         struct zonelist *zonelist;
3566
3567         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
3568         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3569         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3570         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3571 }
3572
3573 /*
3574  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
3575  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
3576  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
3577  * may still exist in local DMA zone.
3578  */
3579 static int node_order[MAX_NUMNODES];
3580
3581 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
3582 {
3583         int pos, j, node;
3584         int zone_type;          /* needs to be signed */
3585         struct zone *z;
3586         struct zonelist *zonelist;
3587
3588         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3589         pos = 0;
3590         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3591                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3592                         node = node_order[j];
3593                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3594                         if (populated_zone(z)) {
3595                                 zoneref_set_zone(z,
3596                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3597                                 check_highest_zone(zone_type);
3598                         }
3599                 }
3600         }
3601         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3602         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3603 }
3604
3605 static int default_zonelist_order(void)
3606 {
3607         int nid, zone_type;
3608         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3609         struct zone *z;
3610         int average_size;
3611         /*
3612          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3613          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3614          * into OOM very easily.
3615          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3616          */
3617         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3618         low_kmem_size = 0;
3619         total_size = 0;
3620         for_each_online_node(nid) {
3621                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3622                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3623                         if (populated_zone(z)) {
3624                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3625                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3626                                 total_size += z->present_pages;
3627                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3628                                 /*
3629                                  * If any node has only lowmem, then node order
3630                                  * is preferred to allow kernel allocations
3631                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3632                                  * on other nodes when there is an abundance of
3633                                  * lowmem available to allocate from.
3634                                  */
3635                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3636                         }
3637                 }
3638         }
3639         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3640             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3641                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3642         /*
3643          * look into each node's config.
3644          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3645          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3646          */
3647         average_size = total_size /
3648                                 (nodes_weight(node_states[N_MEMORY]) + 1);
3649         for_each_online_node(nid) {
3650                 low_kmem_size = 0;
3651                 total_size = 0;
3652                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3653                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3654                         if (populated_zone(z)) {
3655                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3656                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3657                                 total_size += z->present_pages;
3658                         }
3659                 }
3660                 if (low_kmem_size &&
3661                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3662                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3663                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3664         }
3665         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3666 }
3667
3668 static void set_zonelist_order(void)
3669 {
3670         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3671                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3672         else
3673                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3674 }
3675
3676 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3677 {
3678         int j, node, load;
3679         enum zone_type i;
3680         nodemask_t used_mask;
3681         int local_node, prev_node;
3682         struct zonelist *zonelist;
3683         int order = current_zonelist_order;
3684
3685         /* initialize zonelists */
3686         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3687                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3688                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3689                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3690         }
3691
3692         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3693         local_node = pgdat->node_id;
3694         load = nr_online_nodes;
3695         prev_node = local_node;
3696         nodes_clear(used_mask);
3697
3698         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3699         j = 0;
3700
3701         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3702                 /*
3703                  * We don't want to pressure a particular node.
3704                  * So adding penalty to the first node in same
3705                  * distance group to make it round-robin.
3706                  */
3707                 if (node_distance(local_node, node) !=
3708                     node_distance(local_node, prev_node))
3709                         node_load[node] = load;
3710
3711                 prev_node = node;
3712                 load--;
3713                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3714                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3715                 else
3716                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3717         }
3718
3719         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3720                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3721                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3722         }
3723
3724         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3725 }
3726
3727 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3728 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3729 {
3730         struct zonelist *zonelist;
3731         struct zonelist_cache *zlc;
3732         struct zoneref *z;
3733
3734         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3735         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3736         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3737         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3738                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3739 }
3740
3741 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3742 /*
3743  * Return node id of node used for "local" allocations.
3744  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3745  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3746  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3747  */
3748 int local_memory_node(int node)
3749 {
3750         struct zone *zone;
3751
3752         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3753                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3754                                    NULL,
3755                                    &zone);
3756         return zone->node;
3757 }
3758 #endif
3759
3760 #else   /* CONFIG_NUMA */
3761
3762 static void set_zonelist_order(void)
3763 {
3764         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3765 }
3766
3767 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3768 {
3769         int node, local_node;
3770         enum zone_type j;
3771         struct zonelist *zonelist;
3772
3773         local_node = pgdat->node_id;
3774
3775         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3776         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3777
3778         /*
3779          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3780          * of all the other nodes.
3781          * We don't want to pressure a particular node, so when
3782          * building the zones for node N, we make sure that the
3783          * zones coming right after the local ones are those from
3784          * node N+1 (modulo N)
3785          */
3786         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3787                 if (!node_online(node))
3788                         continue;
3789                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3790                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3791         }
3792         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3793                 if (!node_online(node))
3794                         continue;
3795                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3796                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3797         }
3798
3799         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3800         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3801 }
3802
3803 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3804 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3805 {
3806         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3807 }
3808
3809 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3810
3811 /*
3812  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3813  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3814  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3815  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3816  * with interrupts disabled.
3817  *
3818  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3819  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3820  * hotplugged processors.
3821  *
3822  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3823  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3824  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3825  */
3826 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3827 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3828 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3829
3830 /*
3831  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3832  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3833  */
3834 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3835
3836 /* return values int ....just for stop_machine() */
3837 static int __build_all_zonelists(void *data)
3838 {
3839         int nid;
3840         int cpu;
3841         pg_data_t *self = data;
3842
3843 #ifdef CONFIG_NUMA
3844         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3845 #endif
3846
3847         if (self && !node_online(self->node_id)) {
3848                 build_zonelists(self);
3849                 build_zonelist_cache(self);
3850         }
3851
3852         for_each_online_node(nid) {
3853                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3854
3855                 build_zonelists(pgdat);
3856                 build_zonelist_cache(pgdat);
3857         }
3858
3859         /*
3860          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3861          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3862          * each zone will be allocated later when the per cpu
3863          * allocator is available.
3864          *
3865          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3866          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3867          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3868          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3869          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3870          * (a chicken-egg dilemma).
3871          */
3872         for_each_possible_cpu(cpu) {
3873                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3874
3875 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3876                 /*
3877                  * We now know the "local memory node" for each node--
3878                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3879                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3880                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3881                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3882                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3883                  */
3884                 if (cpu_online(cpu))
3885                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3886 #endif
3887         }
3888
3889         return 0;
3890 }
3891
3892 /*
3893  * Called with zonelists_mutex held always
3894  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3895  */
3896 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone)
3897 {
3898         set_zonelist_order();
3899
3900         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3901                 __build_all_zonelists(NULL);
3902                 mminit_verify_zonelist();
3903                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3904         } else {
3905                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3906                    of zonelist */
3907 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3908                 if (zone)
3909                         setup_zone_pageset(zone);
3910 #endif
3911                 stop_machine(__build_all_zonelists, pgdat, NULL);
3912                 /* cpuset refresh routine should be here */
3913         }
3914         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3915         /*
3916          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3917          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3918          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3919          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3920          * disabled and enable it later
3921          */
3922         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3923                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3924         else
3925                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3926
3927         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3928                 "Total pages: %ld\n",
3929                         nr_online_nodes,
3930                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3931                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3932                         vm_total_pages);
3933 #ifdef CONFIG_NUMA
3934         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3935 #endif
3936 }
3937
3938 /*
3939  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3940  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3941  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3942  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3943  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3944  * conservative, even though it seems large.
3945  *
3946  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3947  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3948  */
3949 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3950
3951 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3952 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3953 {
3954         unsigned long size = 1;
3955
3956         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3957
3958         while (size < pages)
3959                 size <<= 1;
3960
3961         /*
3962          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3963          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3964          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3965          */
3966         size = min(size, 4096UL);
3967
3968         return max(size, 4UL);
3969 }
3970 #else
3971 /*
3972  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3973  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3974  *
3975  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3976  *
3977  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3978  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3979  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3980  *
3981  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3982  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3983  *
3984  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3985  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3986  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3987  */
3988 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3989 {
3990         return 4096UL;
3991 }
3992 #endif
3993
3994 /*
3995  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3996  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3997  * hash function before the remainder is taken.
3998  */
3999 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
4000 {
4001         return ffz(~size);
4002 }
4003
4004 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
4005
4006 /*
4007  * Check if a pageblock contains reserved pages
4008  */
4009 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4010 {
4011         unsigned long pfn;
4012
4013         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
4014                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
4015                         return 1;
4016         }
4017         return 0;
4018 }
4019
4020 /*
4021  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
4022  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
4023  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
4024  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
4025  * blocks as reclaim kicks in
4026  */
4027 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
4028 {
4029         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
4030         struct page *page;
4031         unsigned long block_migratetype;
4032         int reserve;
4033
4034         /*
4035          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
4036          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
4037          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
4038          * the block.
4039          */
4040         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
4041         end_pfn = zone_end_pfn(zone);
4042         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
4043         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
4044                                                         pageblock_order;
4045
4046         /*
4047          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
4048          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
4049          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
4050          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
4051          * future allocation of hugepages at runtime.
4052          */
4053         reserve = min(2, reserve);
4054
4055         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
4056                 if (!pfn_valid(pfn))
4057                         continue;
4058                 page = pfn_to_page(pfn);
4059
4060                 /* Watch out for overlapping nodes */
4061                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
4062                         continue;
4063
4064                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
4065
4066                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
4067                 if (reserve > 0) {
4068                         /*
4069                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
4070                          * them.
4071                          */
4072                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
4073                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
4074                                 continue;
4075
4076                         /* If this block is reserved, account for it */
4077                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
4078                                 reserve--;
4079                                 continue;
4080                         }
4081
4082                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
4083                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
4084                                 set_pageblock_migratetype(page,
4085                                                         MIGRATE_RESERVE);
4086                                 move_freepages_block(zone, page,
4087                                                         MIGRATE_RESERVE);
4088                                 reserve--;
4089                                 continue;
4090                         }
4091                 }
4092
4093                 /*
4094                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
4095                  * take it back
4096                  */
4097                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
4098                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4099                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4100                 }
4101         }
4102 }
4103
4104 /*
4105  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
4106  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
4107  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
4108  */
4109 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
4110                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
4111 {
4112         struct page *page;
4113         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
4114         unsigned long pfn;
4115         struct zone *z;
4116
4117         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
4118                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
4119
4120         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
4121         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
4122                 /*
4123                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
4124                  * handed to this function.  They do not
4125                  * exist on hotplugged memory.
4126                  */
4127                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
4128                         if (!early_pfn_valid(pfn))
4129                                 continue;
4130                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
4131                                 continue;
4132                 }
4133                 page = pfn_to_page(pfn);
4134                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
4135                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
4136                 init_page_count(page);
4137                 page_mapcount_reset(page);
4138                 page_nid_reset_last(page);
4139                 SetPageReserved(page);
4140                 /*
4141                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
4142                  * movable at startup. This will force kernel allocations
4143                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
4144                  * the address space during boot when many long-lived
4145                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
4146                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
4147                  * setup_zone_migrate_reserve()
4148                  *
4149                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
4150                  * can be created for invalid pages (for alignment)
4151                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
4152                  * pfn out of zone.
4153                  */
4154                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
4155                     && (pfn < zone_end_pfn(z))
4156                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
4157                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4158
4159                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
4160 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
4161                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
4162                 if (!is_highmem_idx(zone))
4163                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
4164 #endif
4165         }
4166 }
4167
4168 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
4169 {
4170         int order, t;
4171         for_each_migratetype_order(order, t) {
4172                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
4173                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
4174         }
4175 }
4176
4177 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
4178 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
4179         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
4180 #endif
4181
4182 static int __meminit zone_batchsize(struct zone *zone)
4183 {
4184 #ifdef CONFIG_MMU
4185         int batch;
4186
4187         /*
4188          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
4189          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
4190          *
4191          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
4192          */
4193         batch = zone->managed_pages / 1024;
4194         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
4195                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
4196         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
4197         if (batch < 1)
4198                 batch = 1;
4199
4200         /*
4201          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
4202          * of 2 value was found to be more likely to have
4203          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
4204          *
4205          * For example if 2 tasks are alternately allocating
4206          * batches of pages, one task can end up with a lot
4207          * of pages of one half of the possible page colors
4208          * and the other with pages of the other colors.
4209          */
4210         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
4211
4212         return batch;
4213
4214 #else
4215         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
4216          * conditions.
4217          *
4218          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
4219          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
4220          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
4221          *
4222          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
4223          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
4224          * can be a significant delay between the individual batches being
4225          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
4226          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
4227          */
4228         return 0;
4229 #endif
4230 }
4231
4232 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4233 {
4234         struct per_cpu_pages *pcp;
4235         int migratetype;
4236
4237         memset(p, 0, sizeof(*p));
4238
4239         pcp = &p->pcp;
4240         pcp->count = 0;
4241         pcp->high = 6 * batch;
4242         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
4243         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
4244                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
4245 }
4246
4247 /*
4248  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
4249  * to the value high for the pageset p.
4250  */
4251
4252 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
4253                                 unsigned long high)
4254 {
4255         struct per_cpu_pages *pcp;
4256
4257         pcp = &p->pcp;
4258         pcp->high = high;
4259         pcp->batch = max(1UL, high/4);
4260         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
4261                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
4262 }
4263
4264 static void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
4265 {
4266         int cpu;
4267
4268         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
4269
4270         for_each_possible_cpu(cpu) {
4271                 struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
4272
4273                 setup_pageset(pcp, zone_batchsize(zone));
4274
4275                 if (percpu_pagelist_fraction)
4276                         setup_pagelist_highmark(pcp,
4277                                 (zone->managed_pages /
4278                                         percpu_pagelist_fraction));
4279         }
4280 }
4281
4282 /*
4283  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
4284  * Before this call only boot pagesets were available.
4285  */
4286 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
4287 {
4288         struct zone *zone;
4289
4290         for_each_populated_zone(zone)
4291                 setup_zone_pageset(zone);
4292 }
4293
4294 static noinline __init_refok
4295 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
4296 {
4297         int i;
4298         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4299         size_t alloc_size;
4300
4301         /*
4302          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
4303          * per zone.
4304          */
4305         zone->wait_table_hash_nr_entries =
4306                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
4307         zone->wait_table_bits =
4308                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
4309         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
4310                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
4311
4312         if (!slab_is_available()) {
4313                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
4314                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
4315         } else {
4316                 /*
4317                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
4318                  * via memory hot-add.
4319                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
4320                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
4321                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
4322                  * node itself as well.
4323                  * To use this new node's memory, further consideration will be
4324                  * necessary.
4325                  */
4326                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
4327         }
4328         if (!zone->wait_table)
4329                 return -ENOMEM;
4330
4331         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
4332                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
4333
4334         return 0;
4335 }
4336
4337 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
4338 {
4339         /*
4340          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
4341          * relies on the ability of the linker to provide the
4342          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
4343          */
4344         zone->pageset = &boot_pageset;
4345
4346         if (zone->present_pages)
4347                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
4348                         zone->name, zone->present_pages,
4349                                          zone_batchsize(zone));
4350 }
4351
4352 int __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
4353                                         unsigned long zone_start_pfn,
4354                                         unsigned long size,
4355                                         enum memmap_context context)
4356 {
4357         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4358         int ret;
4359         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
4360         if (ret)
4361                 return ret;
4362         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
4363
4364         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
4365
4366         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
4367                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
4368                         pgdat->node_id,
4369                         (unsigned long)zone_idx(zone),
4370                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
4371
4372         zone_init_free_lists(zone);
4373
4374         return 0;
4375 }
4376
4377 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4378 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
4379 /*
4380  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
4381  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
4382  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
4383  * alternative
4384  */
4385 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4386 {
4387         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4388         int i, nid;
4389         /*
4390          * NOTE: The following SMP-unsafe globals are only used early in boot
4391          * when the kernel is running single-threaded.
4392          */
4393         static unsigned long __meminitdata last_start_pfn, last_end_pfn;
4394         static int __meminitdata last_nid;
4395
4396         if (last_start_pfn <= pfn && pfn < last_end_pfn)
4397                 return last_nid;
4398
4399         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
4400                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn) {
4401                         last_start_pfn = start_pfn;
4402                         last_end_pfn = end_pfn;
4403                         last_nid = nid;
4404                         return nid;
4405                 }
4406         /* This is a memory hole */
4407         return -1;
4408 }
4409 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
4410
4411 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4412 {
4413         int nid;
4414
4415         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4416         if (nid >= 0)
4417                 return nid;
4418         /* just returns 0 */
4419         return 0;
4420 }
4421
4422 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
4423 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
4424 {
4425         int nid;
4426
4427         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4428         if (nid >= 0 && nid != node)
4429                 return false;
4430         return true;
4431 }
4432 #endif
4433
4434 /**
4435  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
4436  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
4437  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
4438  *
4439  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4440  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4441  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
4442  */
4443 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
4444 {
4445         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4446         int i, this_nid;
4447
4448         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
4449                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
4450                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
4451
4452                 if (start_pfn < end_pfn)
4453                         free_bootmem_node(NODE_DATA(this_nid),
4454                                           PFN_PHYS(start_pfn),
4455                                           (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT);
4456         }
4457 }
4458
4459 /**
4460  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4461  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4462  *
4463  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4464  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4465  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4466  */
4467 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4468 {
4469         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4470         int i, this_nid;
4471
4472         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
4473                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
4474 }
4475
4476 /**
4477  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4478  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4479  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4480  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4481  *
4482  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4483  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4484  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4485  * PFNs will be 0.
4486  */
4487 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4488                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4489 {
4490         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
4491         int i;
4492
4493         *start_pfn = -1UL;
4494         *end_pfn = 0;
4495
4496         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
4497                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
4498                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
4499         }
4500
4501         if (*start_pfn == -1UL)
4502                 *start_pfn = 0;
4503 }
4504
4505 /*
4506  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4507  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4508  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4509  */
4510 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4511 {
4512         int zone_index;
4513         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4514                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4515                         continue;
4516
4517                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4518                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4519                         break;
4520         }
4521
4522         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4523         movable_zone = zone_index;
4524 }
4525
4526 /*
4527  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4528  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4529  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4530  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4531  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4532  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4533  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4534  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4535  */
4536 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4537                                         unsigned long zone_type,
4538                                         unsigned long node_start_pfn,
4539                                         unsigned long node_end_pfn,
4540                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4541                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4542 {
4543         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4544         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4545                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4546                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4547                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4548                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4549                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4550
4551                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4552                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4553                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4554                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4555
4556                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4557                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4558                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4559         }
4560 }
4561
4562 /*
4563  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4564  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4565  */
4566 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4567                                         unsigned long zone_type,
4568                                         unsigned long *ignored)
4569 {
4570         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4571         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4572
4573         /* Get the start and end of the node and zone */
4574         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4575         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4576         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4577         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4578                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4579                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4580
4581         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4582         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4583                 return 0;
4584
4585         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4586         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4587         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4588
4589         /* Return the spanned pages */
4590         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4591 }
4592
4593 /*
4594  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4595  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4596  */
4597 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4598                                 unsigned long range_start_pfn,
4599                                 unsigned long range_end_pfn)
4600 {
4601         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
4602         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4603         int i;
4604
4605         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4606                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4607                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4608                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
4609         }
4610         return nr_absent;
4611 }
4612
4613 /**
4614  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4615  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4616  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4617  *
4618  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4619  */
4620 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4621                                                         unsigned long end_pfn)
4622 {
4623         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4624 }
4625
4626 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4627 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4628                                         unsigned long zone_type,
4629                                         unsigned long *ignored)
4630 {
4631         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4632         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4633         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4634         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4635
4636         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4637         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
4638         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
4639
4640         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4641                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4642                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4643         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4644 }
4645
4646 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4647 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4648                                         unsigned long zone_type,
4649                                         unsigned long *zones_size)
4650 {
4651         return zones_size[zone_type];
4652 }
4653
4654 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4655                                                 unsigned long zone_type,
4656                                                 unsigned long *zholes_size)
4657 {
4658         if (!zholes_size)
4659                 return 0;
4660
4661         return zholes_size[zone_type];
4662 }
4663
4664 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4665
4666 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4667                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4668 {
4669         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4670         enum zone_type i;
4671
4672         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4673                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4674                                                                 zones_size);
4675         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4676
4677         realtotalpages = totalpages;
4678         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4679                 realtotalpages -=
4680                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4681                                                                 zholes_size);
4682         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4683         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4684                                                         realtotalpages);
4685 }
4686
4687 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4688 /*
4689  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4690  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4691  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4692  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4693  * bytes.
4694  */
4695 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
4696 {
4697         unsigned long usemapsize;
4698
4699         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
4700         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4701         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4702         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4703         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4704
4705         return usemapsize / 8;
4706 }
4707
4708 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4709                                 struct zone *zone,
4710                                 unsigned long zone_start_pfn,
4711                                 unsigned long zonesize)
4712 {
4713         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
4714         zone->pageblock_flags = NULL;
4715         if (usemapsize)
4716                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4717                                                                    usemapsize);
4718 }
4719 #else
4720 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
4721                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
4722 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4723
4724 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4725
4726 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4727 void __init set_pageblock_order(void)
4728 {
4729         unsigned int order;
4730
4731         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4732         if (pageblock_order)
4733                 return;
4734
4735         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4736                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4737         else
4738                 order = MAX_ORDER - 1;
4739
4740         /*
4741          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4742          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4743          * powerpc.
4744          */
4745         pageblock_order = order;
4746 }
4747 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4748
4749 /*
4750  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4751  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4752  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4753  * the kernel config
4754  */
4755 void __init set_pageblock_order(void)
4756 {
4757 }
4758
4759 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4760
4761 static unsigned long __paginginit calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
4762                                                    unsigned long present_pages)
4763 {
4764         unsigned long pages = spanned_pages;
4765
4766         /*
4767          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
4768          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
4769          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
4770          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
4771          * populated regions may not naturally algined on page boundary.
4772          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
4773          */
4774         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
4775             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
4776                 pages = present_pages;
4777
4778         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4779 }
4780
4781 /*
4782  * Set up the zone data structures:
4783  *   - mark all pages reserved
4784  *   - mark all memory queues empty
4785  *   - clear the memory bitmaps
4786  *
4787  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
4788  */
4789 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4790                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4791 {
4792         enum zone_type j;
4793         int nid = pgdat->node_id;
4794         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4795         int ret;
4796
4797         pgdat_resize_init(pgdat);
4798 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4799         spin_lock_init(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
4800         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
4801         pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies;
4802 #endif
4803         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4804         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
4805         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4806
4807         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4808                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4809                 unsigned long size, realsize, freesize, memmap_pages;
4810
4811                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4812                 realsize = freesize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4813                                                                 zholes_size);
4814
4815                 /*
4816                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
4817                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4818                  * and per-cpu initialisations
4819                  */
4820                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, realsize);
4821                 if (freesize >= memmap_pages) {
4822                         freesize -= memmap_pages;
4823                         if (memmap_pages)
4824                                 printk(KERN_DEBUG
4825                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4826                                        zone_names[j], memmap_pages);
4827                 } else
4828                         printk(KERN_WARNING
4829                                 "  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
4830                                 zone_names[j], memmap_pages, freesize);
4831
4832                 /* Account for reserved pages */
4833                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
4834                         freesize -= dma_reserve;
4835                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4836                                         zone_names[0], dma_reserve);
4837                 }
4838
4839                 if (!is_highmem_idx(j))
4840                         nr_kernel_pages += freesize;
4841                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
4842                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
4843                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
4844                 nr_all_pages += freesize;
4845
4846                 zone->spanned_pages = size;
4847                 zone->present_pages = realsize;
4848                 /*
4849                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
4850                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
4851                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
4852                  */
4853                 zone->managed_pages = is_highmem_idx(j) ? realsize : freesize;
4854 #ifdef CONFIG_NUMA
4855                 zone->node = nid;
4856                 zone->min_unmapped_pages = (freesize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4857                                                 / 100;
4858                 zone->min_slab_pages = (freesize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4859 #endif
4860                 zone->name = zone_names[j];
4861                 spin_lock_init(&zone->lock);
4862                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4863                 zone_seqlock_init(zone);
4864                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4865
4866                 zone_pcp_init(zone);
4867                 lruvec_init(&zone->lruvec);
4868                 if (!size)
4869                         continue;
4870
4871                 set_pageblock_order();
4872                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
4873                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4874                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4875                 BUG_ON(ret);
4876                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4877                 zone_start_pfn += size;
4878         }
4879 }
4880
4881 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4882 {
4883         /* Skip empty nodes */
4884         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4885                 return;
4886
4887 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4888         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4889         if (!pgdat->node_mem_map) {
4890                 unsigned long size, start, end;
4891                 struct page *map;
4892
4893                 /*
4894                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4895                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4896                  * for the buddy allocator to function correctly.
4897                  */
4898                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4899                 end = pgdat_end_pfn(pgdat);
4900                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4901                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4902                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4903                 if (!map)
4904                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4905                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4906         }
4907 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4908         /*
4909          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4910          */
4911         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4912                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4913 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4914                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4915                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4916 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4917         }
4918 #endif
4919 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4920 }
4921
4922 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4923                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4924 {
4925         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4926
4927         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
4928         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->classzone_idx);
4929
4930         pgdat->node_id = nid;
4931         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4932         init_zone_allows_reclaim(nid);
4933         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4934
4935         alloc_node_mem_map(pgdat);
4936 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4937         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4938                 nid, (unsigned long)pgdat,
4939                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4940 #endif
4941
4942         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4943 }
4944
4945 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4946
4947 #if MAX_NUMNODES > 1
4948 /*
4949  * Figure out the number of possible node ids.
4950  */
4951 void __init setup_nr_node_ids(void)
4952 {
4953         unsigned int node;
4954         unsigned int highest = 0;
4955
4956         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4957                 highest = node;
4958         nr_node_ids = highest + 1;
4959 }
4960 #endif
4961
4962 /**
4963  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4964  *
4965  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4966  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4967  * all the nodes.
4968  *
4969  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4970  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4971  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4972  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4973  *
4974  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4975  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4976  * populated node map.
4977  *
4978  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4979  * requirement (single node).
4980  */
4981 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4982 {
4983         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4984         unsigned long start, end, mask;
4985         int last_nid = -1;
4986         int i, nid;
4987
4988         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
4989                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4990                         last_nid = nid;
4991                         last_end = end;
4992                         continue;
4993                 }
4994
4995                 /*
4996                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4997                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4998                  * too coarse to separate the current node from the last.
4999                  */
5000                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
5001                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
5002                         mask <<= 1;
5003
5004                 /* accumulate all internode masks */
5005                 accl_mask |= mask;
5006         }
5007
5008         /* convert mask to number of pages */
5009         return ~accl_mask + 1;
5010 }
5011
5012 /* Find the lowest pfn for a node */
5013 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
5014 {
5015         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
5016         unsigned long start_pfn;
5017         int i;
5018
5019         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
5020                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
5021
5022         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
5023                 printk(KERN_WARNING
5024                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
5025                 return 0;
5026         }
5027
5028         return min_pfn;
5029 }
5030
5031 /**
5032  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
5033  *
5034  * It returns the minimum PFN based on information provided via
5035  * add_active_range().
5036  */
5037 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
5038 {
5039         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
5040 }
5041
5042 /*
5043  * early_calculate_totalpages()
5044  * Sum pages in active regions for movable zone.
5045  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
5046  */
5047 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
5048 {
5049         unsigned long totalpages = 0;
5050         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5051         int i, nid;
5052
5053         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
5054                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
5055
5056                 totalpages += pages;
5057                 if (pages)
5058                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5059         }
5060         return totalpages;
5061 }
5062
5063 /*
5064  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
5065  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
5066  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
5067  * others
5068  */
5069 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
5070 {
5071         int i, nid;
5072         unsigned long usable_startpfn;
5073         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
5074         /* save the state before borrow the nodemask */
5075         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
5076         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
5077         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
5078
5079         /*
5080          * If movablecore was specified, calculate what size of
5081          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
5082          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
5083          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
5084          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
5085          * what movablecore would have allowed.
5086          */
5087         if (required_movablecore) {
5088                 unsigned long corepages;
5089
5090                 /*
5091                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
5092                  * was requested by the user
5093                  */
5094                 required_movablecore =
5095                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
5096                 corepages = totalpages - required_movablecore;
5097
5098                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
5099         }
5100
5101         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
5102         if (!required_kernelcore)
5103                 goto out;
5104
5105         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
5106         find_usable_zone_for_movable();
5107         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
5108
5109 restart:
5110         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
5111         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
5112         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5113                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
5114
5115                 /*
5116                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
5117                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
5118                  * amount of memory for the kernel
5119                  */
5120                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
5121                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
5122
5123                 /*
5124                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
5125                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
5126                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
5127                  */
5128                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
5129
5130                 /* Go through each range of PFNs within this node */
5131                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
5132                         unsigned long size_pages;
5133
5134                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
5135                         if (start_pfn >= end_pfn)
5136                                 continue;
5137
5138                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
5139                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
5140                                 unsigned long kernel_pages;
5141                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
5142                                                                 - start_pfn;
5143
5144                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
5145                                                         kernelcore_remaining);
5146                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
5147                                                         required_kernelcore);
5148
5149                                 /* Continue if range is now fully accounted */
5150                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
5151
5152                                         /*
5153                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
5154                                          * that if we have to rebalance
5155                                          * kernelcore across nodes, we will
5156                                          * not double account here
5157                                          */
5158                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
5159                                         continue;
5160                                 }
5161                                 start_pfn = usable_startpfn;
5162                         }
5163
5164                         /*
5165                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
5166                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
5167                          * number of pages used as kernelcore
5168                          */
5169                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
5170                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
5171                                 size_pages = kernelcore_remaining;
5172                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
5173
5174                         /*
5175                          * Some kernelcore has been met, update counts and
5176                          * break if the kernelcore for this node has been
5177                          * satisified
5178                          */
5179                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
5180                                                                 size_pages);
5181                         kernelcore_remaining -= size_pages;
5182                         if (!kernelcore_remaining)
5183                                 break;
5184                 }
5185         }
5186
5187         /*
5188          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
5189          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
5190          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
5191          * satisified
5192          */
5193         usable_nodes--;
5194         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
5195                 goto restart;
5196
5197         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
5198         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
5199                 zone_movable_pfn[nid] =
5200                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
5201
5202 out:
5203         /* restore the node_state */
5204         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
5205 }
5206
5207 /* Any regular or high memory on that node ? */
5208 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
5209 {
5210         enum zone_type zone_type;
5211
5212         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
5213                 return;
5214
5215         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
5216                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5217                 if (zone->present_pages) {
5218                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5219                         if (N_NORMAL_MEMORY != N_HIGH_MEMORY &&
5220                             zone_type <= ZONE_NORMAL)
5221                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
5222                         break;
5223                 }
5224         }
5225 }
5226
5227 /**
5228  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5229  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5230  *
5231  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5232  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
5233  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5234  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5235  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5236  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5237  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5238  * at arch_max_dma_pfn.
5239  */
5240 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5241 {
5242         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5243         int i, nid;
5244
5245         /* Record where the zone boundaries are */
5246         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5247                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5248         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5249                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5250         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5251         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5252         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5253                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5254                         continue;
5255                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5256                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5257                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5258                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5259         }
5260         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5261         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5262
5263         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5264         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5265         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
5266
5267         /* Print out the zone ranges */
5268         printk("Zone ranges:\n");
5269         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5270                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5271                         continue;
5272                 printk(KERN_CONT "  %-8s ", zone_names[i]);
5273                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5274                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5275                         printk(KERN_CONT "empty\n");
5276                 else
5277                         printk(KERN_CONT "[mem %0#10lx-%0#10lx]\n",
5278                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] << PAGE_SHIFT,
5279                                 (arch_zone_highest_possible_pfn[i]
5280                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
5281         }
5282
5283         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5284         printk("Movable zone start for each node\n");
5285         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5286                 if (zone_movable_pfn[i])
5287                         printk("  Node %d: %#010lx\n", i,
5288                                zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
5289         }
5290
5291         /* Print out the early node map */
5292         printk("Early memory node ranges\n");
5293         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
5294                 printk("  node %3d: [mem %#010lx-%#010lx]\n", nid,
5295                        start_pfn << PAGE_SHIFT, (end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5296
5297         /* Initialise every node */
5298         mminit_verify_pageflags_layout();
5299         setup_nr_node_ids();
5300         for_each_online_node(nid) {
5301                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5302                 free_area_init_node(nid, NULL,
5303                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5304
5305                 /* Any memory on that node */
5306                 if (pgdat->node_present_pages)
5307                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5308                 check_for_memory(pgdat, nid);
5309         }
5310 }
5311
5312 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5313 {
5314         unsigned long long coremem;
5315         if (!p)
5316                 return -EINVAL;
5317
5318         coremem = memparse(p, &p);
5319         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5320
5321         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5322         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5323
5324         return 0;
5325 }
5326
5327 /*
5328  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5329  * cannot be reclaimed or migrated.
5330  */
5331 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5332 {
5333         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5334 }
5335
5336 /*
5337  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5338  * can be reclaimed or migrated.
5339  */
5340 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5341 {
5342         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5343 }
5344
5345 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5346 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5347
5348 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5349
5350 unsigned long free_reserved_area(unsigned long start, unsigned long end,
5351                                  int poison, char *s)
5352 {
5353         unsigned long pages, pos;
5354
5355         pos = start = PAGE_ALIGN(start);
5356         end &= PAGE_MASK;
5357         for (pages = 0; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
5358                 if (poison)
5359                         memset((void *)pos, poison, PAGE_SIZE);
5360                 free_reserved_page(virt_to_page((void *)pos));
5361         }
5362
5363         if (pages && s)
5364                 pr_info("Freeing %s memory: %ldK (%lx - %lx)\n",
5365                         s, pages << (PAGE_SHIFT - 10), start, end);
5366
5367         return pages;
5368 }
5369
5370 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5371 void free_highmem_page(struct page *page)
5372 {
5373         __free_reserved_page(page);
5374         totalram_pages++;
5375         totalhigh_pages++;
5376 }
5377 #endif
5378
5379 /**
5380  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5381  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5382  *
5383  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5384  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5385  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5386  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5387  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5388  * smaller per-cpu batchsize.
5389  */
5390 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5391 {
5392         dma_reserve = new_dma_reserve;
5393 }
5394
5395 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5396 {
5397         free_area_init_node(0, zones_size,
5398                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5399 }
5400
5401 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5402                                  unsigned long action, void *hcpu)
5403 {
5404         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5405
5406         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5407                 lru_add_drain_cpu(cpu);
5408                 drain_pages(cpu);
5409
5410                 /*
5411                  * Spill the event counters of the dead processor
5412                  * into the current processors event counters.
5413                  * This artificially elevates the count of the current
5414                  * processor.
5415                  */
5416                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5417
5418                 /*
5419                  * Zero the differential counters of the dead processor
5420                  * so that the vm statistics are consistent.
5421                  *
5422                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5423                  * race with what we are doing.
5424                  */
5425                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5426         }
5427         return NOTIFY_OK;
5428 }
5429
5430 void __init page_alloc_init(void)
5431 {
5432         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5433 }
5434
5435 /*
5436  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5437  *      or min_free_kbytes changes.
5438  */
5439 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5440 {
5441         struct pglist_data *pgdat;
5442         unsigned long reserve_pages = 0;
5443         enum zone_type i, j;
5444
5445         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5446                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5447                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5448                         unsigned long max = 0;
5449
5450                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5451                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5452                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5453                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5454                         }
5455
5456                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5457                         max += high_wmark_pages(zone);
5458
5459                         if (max > zone->managed_pages)
5460                                 max = zone->managed_pages;
5461                         reserve_pages += max;
5462                         /*
5463                          * Lowmem reserves are not available to
5464                          * GFP_HIGHUSER page cache allocations and
5465                          * kswapd tries to balance zones to their high
5466                          * watermark.  As a result, neither should be
5467                          * regarded as dirtyable memory, to prevent a
5468                          * situation where reclaim has to clean pages
5469                          * in order to balance the zones.
5470                          */
5471                         zone->dirty_balance_reserve = max;
5472                 }
5473         }
5474         dirty_balance_reserve = reserve_pages;
5475         totalreserve_pages = reserve_pages;
5476 }
5477
5478 /*
5479  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5480  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5481  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5482  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5483  */
5484 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5485 {
5486         struct pglist_data *pgdat;
5487         enum zone_type j, idx;
5488
5489         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5490                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5491                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5492                         unsigned long managed_pages = zone->managed_pages;
5493
5494                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5495
5496                         idx = j;
5497                         while (idx) {
5498                                 struct zone *lower_zone;
5499
5500                                 idx--;
5501
5502                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5503                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5504
5505                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5506                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = managed_pages /
5507                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5508                                 managed_pages += lower_zone->managed_pages;
5509                         }
5510                 }
5511         }
5512
5513         /* update totalreserve_pages */
5514         calculate_totalreserve_pages();
5515 }
5516
5517 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
5518 {
5519         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5520         unsigned long pages_low = extra_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5521         unsigned long lowmem_pages = 0;
5522         struct zone *zone;
5523         unsigned long flags;
5524
5525         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5526         for_each_zone(zone) {
5527                 if (!is_highmem(zone))
5528                         lowmem_pages += zone->managed_pages;
5529         }
5530
5531         for_each_zone(zone) {
5532                 u64 min, low;
5533
5534                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5535                 min = (u64)pages_min * zone->managed_pages;
5536                 do_div(min, lowmem_pages);
5537                 low = (u64)pages_low * zone->managed_pages;
5538                 do_div(low, vm_total_pages);
5539
5540                 if (is_highmem(zone)) {
5541                         /*
5542                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5543                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5544                          * value here.
5545                          *
5546                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5547                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5548                          * not be capped for highmem.
5549                          */
5550                         unsigned long min_pages;
5551
5552                         min_pages = zone->managed_pages / 1024;
5553                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
5554                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5555                 } else {
5556                         /*
5557                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5558                          * proportionate to the zone's size.
5559                          */
5560                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min;
5561                 }
5562
5563                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) +
5564                                         low + (min >> 2);
5565                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) +
5566                                         low + (min >> 1);
5567
5568                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5569                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5570         }
5571
5572         /* update totalreserve_pages */
5573         calculate_totalreserve_pages();
5574 }
5575
5576 /**
5577  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5578  * or when memory is hot-{added|removed}
5579  *
5580  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5581  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5582  */
5583 void setup_per_zone_wmarks(void)
5584 {
5585         mutex_lock(&zonelists_mutex);
5586         __setup_per_zone_wmarks();
5587         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
5588 }
5589
5590 /*
5591  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5592  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5593  * to be referenced again before it is swapped out.
5594  *
5595  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5596  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5597  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5598  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5599  *
5600  * total     target    max
5601  * memory    ratio     inactive anon
5602  * -------------------------------------
5603  *   10MB       1         5MB
5604  *  100MB       1        50MB
5605  *    1GB       3       250MB
5606  *   10GB      10       0.9GB
5607  *  100GB      31         3GB
5608  *    1TB     101        10GB
5609  *   10TB     320        32GB
5610  */
5611 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5612 {
5613         unsigned int gb, ratio;
5614
5615         /* Zone size in gigabytes */
5616         gb = zone->managed_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5617         if (gb)
5618                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5619         else
5620                 ratio = 1;
5621
5622         zone->inactive_ratio = ratio;
5623 }
5624
5625 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5626 {
5627         struct zone *zone;
5628
5629         for_each_zone(zone)
5630                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5631 }
5632
5633 /*
5634  * Initialise min_free_kbytes.
5635  *
5636  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5637  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5638  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5639  *
5640  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5641  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5642  *
5643  * which yields
5644  *
5645  * 16MB:        512k
5646  * 32MB:        724k
5647  * 64MB:        1024k
5648  * 128MB:       1448k
5649  * 256MB:       2048k
5650  * 512MB:       2896k
5651  * 1024MB:      4096k
5652  * 2048MB:      5792k
5653  * 4096MB:      8192k
5654  * 8192MB:      11584k
5655  * 16384MB:     16384k
5656  */
5657 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5658 {
5659         unsigned long lowmem_kbytes;
5660
5661         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5662
5663         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5664         if (min_free_kbytes < 128)
5665                 min_free_kbytes = 128;
5666         if (min_free_kbytes > 65536)
5667                 min_free_kbytes = 65536;
5668         setup_per_zone_wmarks();
5669         refresh_zone_stat_thresholds();
5670         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5671         setup_per_zone_inactive_ratio();
5672         return 0;
5673 }
5674 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5675
5676 /*
5677  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5678  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5679  *      or extra_free_kbytes changes.
5680  */
5681 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5682         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5683 {
5684         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5685         if (write)
5686                 setup_per_zone_wmarks();
5687         return 0;
5688 }
5689
5690 #ifdef CONFIG_NUMA
5691 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5692         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5693 {
5694         struct zone *zone;
5695         int rc;
5696
5697         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5698         if (rc)
5699                 return rc;
5700
5701         for_each_zone(zone)
5702                 zone->min_unmapped_pages = (zone->managed_pages *
5703                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5704         return 0;
5705 }
5706
5707 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5708         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5709 {
5710         struct zone *zone;
5711         int rc;
5712
5713         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5714         if (rc)
5715                 return rc;
5716
5717         for_each_zone(zone)
5718                 zone->min_slab_pages = (zone->managed_pages *
5719                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5720         return 0;
5721 }
5722 #endif
5723
5724 /*
5725  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5726  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5727  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5728  *
5729  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5730  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5731  * if in function of the boot time zone sizes.
5732  */
5733 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5734         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5735 {
5736         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5737         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5738         return 0;
5739 }
5740
5741 /*
5742  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5743  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5744  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5745  */
5746
5747 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5748         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5749 {
5750         struct zone *zone;
5751         unsigned int cpu;
5752         int ret;
5753
5754         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5755         if (!write || (ret < 0))
5756                 return ret;
5757         for_each_populated_zone(zone) {
5758                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5759                         unsigned long  high;
5760                         high = zone->managed_pages / percpu_pagelist_fraction;
5761                         setup_pagelist_highmark(
5762                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu), high);
5763                 }
5764         }
5765         return 0;
5766 }
5767
5768 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5769
5770 #ifdef CONFIG_NUMA
5771 static int __init set_hashdist(char *str)
5772 {
5773         if (!str)
5774                 return 0;
5775         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5776         return 1;
5777 }
5778 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5779 #endif
5780
5781 /*
5782  * allocate a large system hash table from bootmem
5783  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5784  *   quantity of entries
5785  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5786  */
5787 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5788                                      unsigned long bucketsize,
5789                                      unsigned long numentries,
5790                                      int scale,
5791                                      int flags,
5792                                      unsigned int *_hash_shift,
5793                                      unsigned int *_hash_mask,
5794                                      unsigned long low_limit,
5795                                      unsigned long high_limit)
5796 {
5797         unsigned long long max = high_limit;
5798         unsigned long log2qty, size;
5799         void *table = NULL;
5800
5801         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5802         if (!numentries) {
5803                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5804                 numentries = nr_kernel_pages;
5805                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5806                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5807                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5808
5809                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5810                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5811                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5812                 else
5813                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5814
5815                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5816                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5817                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5818                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5819                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5820                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5821                                 BUG_ON(!numentries);
5822                         }
5823                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5824                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5825         }
5826         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5827
5828         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5829         if (max == 0) {
5830                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5831                 do_div(max, bucketsize);
5832         }
5833         max = min(max, 0x80000000ULL);
5834
5835         if (numentries < low_limit)
5836                 numentries = low_limit;
5837         if (numentries > max)
5838                 numentries = max;
5839
5840         log2qty = ilog2(numentries);
5841
5842         do {
5843                 size = bucketsize << log2qty;
5844                 if (flags & HASH_EARLY)
5845                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5846                 else if (hashdist)
5847                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5848                 else {
5849                         /*
5850                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5851                          * some pages at the end of hash table which
5852                          * alloc_pages_exact() automatically does
5853                          */
5854                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5855                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5856                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5857                         }
5858                 }
5859         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5860
5861         if (!table)
5862                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5863
5864         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5865                tablename,
5866                (1UL << log2qty),
5867                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5868                size);
5869
5870         if (_hash_shift)
5871                 *_hash_shift = log2qty;
5872         if (_hash_mask)
5873                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5874
5875         return table;
5876 }
5877
5878 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5879 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5880                                                         unsigned long pfn)
5881 {
5882 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5883         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5884 #else
5885         return zone->pageblock_flags;
5886 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5887 }
5888
5889 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5890 {
5891 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5892         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5893         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5894 #else
5895         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5896         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5897 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5898 }
5899
5900 /**
5901  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5902  * @page: The page within the block of interest
5903  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5904  * @end_bitidx: The last bit of interest
5905  * returns pageblock_bits flags
5906  */
5907 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5908                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5909 {
5910         struct zone *zone;
5911         unsigned long *bitmap;
5912         unsigned long pfn, bitidx;
5913         unsigned long flags = 0;
5914         unsigned long value = 1;
5915
5916         zone = page_zone(page);
5917         pfn = page_to_pfn(page);
5918         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5919         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5920
5921         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5922                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5923                         flags |= value;
5924
5925         return flags;
5926 }
5927
5928 /**
5929  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5930  * @page: The page within the block of interest
5931  * @start_bitidx: The first bit of interest
5932  * @end_bitidx: The last bit of interest
5933  * @flags: The flags to set
5934  */
5935 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5936                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5937 {
5938         struct zone *zone;
5939         unsigned long *bitmap;
5940         unsigned long pfn, bitidx;
5941         unsigned long value = 1;
5942
5943         zone = page_zone(page);
5944         pfn = page_to_pfn(page);
5945         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5946         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5947         VM_BUG_ON(!zone_spans_pfn(zone, pfn));
5948
5949         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5950                 if (flags & value)
5951                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5952                 else
5953                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5954 }
5955
5956 /*
5957  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
5958  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
5959  *
5960  * PageLRU check wihtout isolation or lru_lock could race so that
5961  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. It means you can't
5962  * expect this function should be exact.
5963  */
5964 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
5965                          bool skip_hwpoisoned_pages)
5966 {
5967         unsigned long pfn, iter, found;
5968         int mt;
5969
5970         /*
5971          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5972          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains unmovable pages
5973          */
5974         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5975                 return false;
5976         mt = get_pageblock_migratetype(page);
5977         if (mt == MIGRATE_MOVABLE || is_migrate_cma(mt))
5978                 return false;
5979
5980         pfn = page_to_pfn(page);
5981         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5982                 unsigned long check = pfn + iter;
5983
5984                 if (!pfn_valid_within(check))
5985                         continue;
5986
5987                 page = pfn_to_page(check);
5988                 /*
5989                  * We can't use page_count without pin a page
5990                  * because another CPU can free compound page.
5991                  * This check already skips compound tails of THP
5992                  * because their page->_count is zero at all time.
5993                  */
5994                 if (!atomic_read(&page->_count)) {
5995                         if (PageBuddy(page))
5996                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5997                         continue;
5998                 }
5999
6000                 /*
6001                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6002                  * page_count() is not 0.
6003                  */
6004                 if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page))
6005                         continue;
6006
6007                 if (!PageLRU(page))
6008                         found++;
6009                 /*
6010                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
6011                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
6012                  * and it still to be fixed.
6013                  */
6014                 /*
6015                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
6016                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
6017                  *
6018                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
6019                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
6020                  * page at boot.
6021                  */
6022                 if (found > count)
6023                         return true;
6024         }
6025         return false;
6026 }
6027
6028 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
6029 {
6030         struct zone *zone;
6031         unsigned long pfn;
6032
6033         /*
6034          * We have to be careful here because we are iterating over memory
6035          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
6036          * the zone but still within the section.
6037          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
6038          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
6039          */
6040         if (!node_online(page_to_nid(page)))
6041                 return false;
6042
6043         zone = page_zone(page);
6044         pfn = page_to_pfn(page);
6045         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
6046                 return false;
6047
6048         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, true);
6049 }
6050
6051 #ifdef CONFIG_CMA
6052
6053 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
6054 {
6055         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
6056                              pageblock_nr_pages) - 1);
6057 }
6058
6059 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
6060 {
6061         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
6062                                 pageblock_nr_pages));
6063 }
6064
6065 /* [start, end) must belong to a single zone. */
6066 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
6067                                         unsigned long start, unsigned long end)
6068 {
6069         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
6070         unsigned long nr_reclaimed;
6071         unsigned long pfn = start;
6072         unsigned int tries = 0;
6073         int ret = 0;
6074
6075         migrate_prep();
6076
6077         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
6078                 if (fatal_signal_pending(current)) {
6079                         ret = -EINTR;
6080                         break;
6081                 }
6082
6083                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
6084                         cc->nr_migratepages = 0;
6085                         pfn = isolate_migratepages_range(cc->zone, cc,
6086                                                          pfn, end, true);
6087                         if (!pfn) {
6088                                 ret = -EINTR;
6089                                 break;
6090                         }
6091                         tries = 0;
6092                 } else if (++tries == 5) {
6093                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
6094                         break;
6095                 }
6096
6097                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
6098                                                         &cc->migratepages);
6099                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
6100
6101                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
6102                                     0, MIGRATE_SYNC, MR_CMA);
6103         }
6104         if (ret < 0) {
6105                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
6106                 return ret;
6107         }
6108         return 0;
6109 }
6110
6111 /**
6112  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
6113  * @start:      start PFN to allocate
6114  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
6115  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
6116  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
6117  *                      in range must have the same migratetype and it must
6118  *                      be either of the two.
6119  *
6120  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
6121  * aligned, however it's the caller's responsibility to guarantee that
6122  * we are the only thread that changes migrate type of pageblocks the
6123  * pages fall in.
6124  *
6125  * The PFN range must belong to a single zone.
6126  *
6127  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
6128  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
6129  * need to be freed with free_contig_range().
6130  */
6131 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
6132                        unsigned migratetype)
6133 {
6134         unsigned long outer_start, outer_end;
6135         int ret = 0, order;
6136
6137         struct compact_control cc = {
6138                 .nr_migratepages = 0,
6139                 .order = -1,
6140                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
6141                 .sync = true,
6142                 .ignore_skip_hint = true,
6143         };
6144         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
6145
6146         /*
6147          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
6148          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
6149          * have different sizes, and due to the way page allocator
6150          * work, we align the range to biggest of the two pages so
6151          * that page allocator won't try to merge buddies from
6152          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
6153          * other migration type.
6154          *
6155          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
6156          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
6157          * we are interested in).  This will put all the pages in
6158          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
6159          *
6160          * When this is done, we take the pages in range from page
6161          * allocator removing them from the buddy system.  This way
6162          * page allocator will never consider using them.
6163          *
6164          * This lets us mark the pageblocks back as
6165          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
6166          * aligned range but not in the unaligned, original range are
6167          * put back to page allocator so that buddy can use them.
6168          */
6169
6170         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6171                                        pfn_max_align_up(end), migratetype,
6172                                        false);
6173         if (ret)
6174                 return ret;
6175 #ifdef CONFIG_CMA_RMQUEUE
6176         cc.zone->cma_alloc = 1;
6177 #endif
6178         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
6179         if (ret)
6180                 goto done;
6181
6182         /*
6183          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
6184          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
6185          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
6186          * What we are going to do is to allocate all pages from
6187          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
6188          *
6189          * The only problem is that pages at the beginning and at the
6190          * end of interesting range may be not aligned with pages that
6191          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
6192          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
6193          * once this is done free the pages we are not interested in.
6194          *
6195          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
6196          * isolated thus they won't get removed from buddy.
6197          */
6198
6199         lru_add_drain_all();
6200         drain_all_pages();
6201
6202         order = 0;
6203         outer_start = start;
6204         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
6205                 if (++order >= MAX_ORDER) {
6206                         ret = -EBUSY;
6207                         goto done;
6208                 }
6209                 outer_start &= ~0UL << order;
6210         }
6211
6212         /* Make sure the range is really isolated. */
6213         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
6214                 pr_warn("alloc_contig_range test_pages_isolated(%lx, %lx) failed\n",
6215                        outer_start, end);
6216                 ret = -EBUSY;
6217                 goto done;
6218         }
6219
6220
6221         /* Grab isolated pages from freelists. */
6222         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
6223         if (!outer_end) {
6224                 ret = -EBUSY;
6225                 goto done;
6226         }
6227
6228         /* Free head and tail (if any) */
6229         if (start != outer_start)
6230                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
6231         if (end != outer_end)
6232                 free_contig_range(end, outer_end - end);
6233
6234 done:
6235         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6236                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
6237 #ifdef CONFIG_CMA_RMQUEUE
6238         cc.zone->cma_alloc = 0;
6239 #endif
6240         return ret;
6241 }
6242
6243 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
6244 {
6245         unsigned int count = 0;
6246
6247         for (; nr_pages--; pfn++) {
6248                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
6249
6250                 count += page_count(page) != 1;
6251                 __free_page(page);
6252         }
6253         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
6254 }
6255 #endif
6256
6257 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6258 static int __meminit __zone_pcp_update(void *data)
6259 {
6260         struct zone *zone = data;
6261         int cpu;
6262         unsigned long batch = zone_batchsize(zone), flags;
6263
6264         for_each_possible_cpu(cpu) {
6265                 struct per_cpu_pageset *pset;
6266                 struct per_cpu_pages *pcp;
6267
6268                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6269                 pcp = &pset->pcp;
6270
6271                 local_irq_save(flags);
6272                 if (pcp->count > 0)
6273                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
6274                 drain_zonestat(zone, pset);
6275                 setup_pageset(pset, batch);
6276                 local_irq_restore(flags);
6277         }
6278         return 0;
6279 }
6280
6281 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
6282 {
6283         stop_machine(__zone_pcp_update, zone, NULL);
6284 }
6285 #endif
6286
6287 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
6288 {
6289         unsigned long flags;
6290         int cpu;
6291         struct per_cpu_pageset *pset;
6292
6293         /* avoid races with drain_pages()  */
6294         local_irq_save(flags);
6295         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
6296                 for_each_online_cpu(cpu) {
6297                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6298                         drain_zonestat(zone, pset);
6299                 }
6300                 free_percpu(zone->pageset);
6301                 zone->pageset = &boot_pageset;
6302         }
6303         local_irq_restore(flags);
6304 }
6305
6306 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
6307 /*
6308  * All pages in the range must be isolated before calling this.
6309  */
6310 void
6311 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
6312 {
6313         struct page *page;
6314         struct zone *zone;
6315         int order, i;
6316         unsigned long pfn;
6317         unsigned long flags;
6318         /* find the first valid pfn */
6319         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
6320                 if (pfn_valid(pfn))
6321                         break;
6322         if (pfn == end_pfn)
6323                 return;
6324         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
6325         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6326         pfn = start_pfn;
6327         while (pfn < end_pfn) {
6328                 if (!pfn_valid(pfn)) {
6329                         pfn++;
6330                         continue;
6331                 }
6332                 page = pfn_to_page(pfn);
6333                 /*
6334                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6335                  * page_count() is not 0.
6336                  */
6337                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
6338                         pfn++;
6339                         SetPageReserved(page);
6340                         continue;
6341                 }
6342
6343                 BUG_ON(page_count(page));
6344                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
6345                 order = page_order(page);
6346 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
6347                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
6348                        pfn, 1 << order, end_pfn);
6349 #endif
6350                 list_del(&page->lru);
6351                 rmv_page_order(page);
6352                 zone->free_area[order].nr_free--;
6353 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
6354                 if (PageHighMem(page))
6355                         totalhigh_pages -= 1 << order;
6356 #endif
6357                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
6358                         SetPageReserved((page+i));
6359                 pfn += (1 << order);
6360         }
6361         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6362 }
6363 #endif
6364
6365 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6366 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
6367 {
6368         struct zone *zone = page_zone(page);
6369         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
6370         unsigned long flags;
6371         int order;
6372
6373         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6374         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
6375                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
6376
6377                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
6378                         break;
6379         }
6380         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6381
6382         return order < MAX_ORDER;
6383 }
6384 #endif
6385
6386 static const struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
6387         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
6388         {1UL << PG_error,               "error"         },
6389         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
6390         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
6391         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
6392         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
6393         {1UL << PG_active,              "active"        },
6394         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
6395         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
6396         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
6397         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
6398         {1UL << PG_private,             "private"       },
6399         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
6400         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
6401 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
6402         {1UL << PG_head,                "head"          },
6403         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
6404 #else
6405         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
6406 #endif
6407         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
6408         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
6409         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
6410         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
6411         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
6412 #ifdef CONFIG_MMU
6413         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
6414 #endif
6415 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
6416         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
6417 #endif
6418 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6419         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
6420 #endif
6421 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6422         {1UL << PG_compound_lock,       "compound_lock" },
6423 #endif
6424 };
6425
6426 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
6427 {
6428         const char *delim = "";
6429         unsigned long mask;
6430         int i;
6431
6432         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(pageflag_names) != __NR_PAGEFLAGS);
6433
6434         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
6435
6436         /* remove zone id */
6437         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
6438
6439         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pageflag_names) && flags; i++) {
6440
6441                 mask = pageflag_names[i].mask;
6442                 if ((flags & mask) != mask)
6443                         continue;
6444
6445                 flags &= ~mask;
6446                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
6447                 delim = "|";
6448         }
6449
6450         /* check for left over flags */
6451         if (flags)
6452                 printk("%s%#lx", delim, flags);
6453
6454         printk(")\n");
6455 }
6456
6457 void dump_page(struct page *page)
6458 {
6459         printk(KERN_ALERT
6460                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
6461                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
6462                 page->mapping, page->index);
6463         dump_page_flags(page->flags);
6464         mem_cgroup_print_bad_page(page);
6465 }