Merge tag 'gpio-for-v3.11-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linusw...
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/compaction.h>
55 #include <trace/events/kmem.h>
56 #include <linux/ftrace_event.h>
57 #include <linux/memcontrol.h>
58 #include <linux/prefetch.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/page-debug-flags.h>
61 #include <linux/hugetlb.h>
62 #include <linux/sched/rt.h>
63
64 #include <asm/sections.h>
65 #include <asm/tlbflush.h>
66 #include <asm/div64.h>
67 #include "internal.h"
68
69 /* prevent >1 _updater_ of zone percpu pageset ->high and ->batch fields */
70 static DEFINE_MUTEX(pcp_batch_high_lock);
71
72 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
73 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
74 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
75 #endif
76
77 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
78 /*
79  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
80  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
81  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
82  * defined in <linux/topology.h>.
83  */
84 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
85 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
86 #endif
87
88 /*
89  * Array of node states.
90  */
91 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
92         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
93         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
94 #ifndef CONFIG_NUMA
95         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
98 #endif
99 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
100         [N_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
101 #endif
102         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
103 #endif  /* NUMA */
104 };
105 EXPORT_SYMBOL(node_states);
106
107 /* Protect totalram_pages and zone->managed_pages */
108 static DEFINE_SPINLOCK(managed_page_count_lock);
109
110 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
111 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
112 /*
113  * When calculating the number of globally allowed dirty pages, there
114  * is a certain number of per-zone reserves that should not be
115  * considered dirtyable memory.  This is the sum of those reserves
116  * over all existing zones that contribute dirtyable memory.
117  */
118 unsigned long dirty_balance_reserve __read_mostly;
119
120 int percpu_pagelist_fraction;
121 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
122
123 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
124 /*
125  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
126  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
127  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
128  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
129  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
130  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
131  */
132
133 static gfp_t saved_gfp_mask;
134
135 void pm_restore_gfp_mask(void)
136 {
137         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
138         if (saved_gfp_mask) {
139                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
140                 saved_gfp_mask = 0;
141         }
142 }
143
144 void pm_restrict_gfp_mask(void)
145 {
146         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
147         WARN_ON(saved_gfp_mask);
148         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
149         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
150 }
151
152 bool pm_suspended_storage(void)
153 {
154         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
155                 return false;
156         return true;
157 }
158 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
159
160 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
161 int pageblock_order __read_mostly;
162 #endif
163
164 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
165
166 /*
167  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
168  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
169  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
170  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
171  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
172  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
173  *
174  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
175  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
176  */
177 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
178 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
179          256,
180 #endif
181 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
182          256,
183 #endif
184 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
185          32,
186 #endif
187          32,
188 };
189
190 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
191
192 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
193 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
194          "DMA",
195 #endif
196 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
197          "DMA32",
198 #endif
199          "Normal",
200 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
201          "HighMem",
202 #endif
203          "Movable",
204 };
205
206 int min_free_kbytes = 1024;
207 int user_min_free_kbytes;
208
209 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
210 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
211 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
212
213 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
214 static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
215 static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
216 static unsigned long __initdata required_kernelcore;
217 static unsigned long __initdata required_movablecore;
218 static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
219
220 /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
221 int movable_zone;
222 EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
223 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
224
225 #if MAX_NUMNODES > 1
226 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
227 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
228 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
229 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
230 #endif
231
232 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
233
234 void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
235 {
236
237         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
238                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
239
240         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
241                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
242 }
243
244 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
245
246 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
247 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
248 {
249         int ret = 0;
250         unsigned seq;
251         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
252         unsigned long sp, start_pfn;
253
254         do {
255                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
256                 start_pfn = zone->zone_start_pfn;
257                 sp = zone->spanned_pages;
258                 if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
259                         ret = 1;
260         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
261
262         if (ret)
263                 pr_err("page %lu outside zone [ %lu - %lu ]\n",
264                         pfn, start_pfn, start_pfn + sp);
265
266         return ret;
267 }
268
269 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
270 {
271         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
272                 return 0;
273         if (zone != page_zone(page))
274                 return 0;
275
276         return 1;
277 }
278 /*
279  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
280  */
281 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
282 {
283         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
284                 return 1;
285         if (!page_is_consistent(zone, page))
286                 return 1;
287
288         return 0;
289 }
290 #else
291 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
292 {
293         return 0;
294 }
295 #endif
296
297 static void bad_page(struct page *page)
298 {
299         static unsigned long resume;
300         static unsigned long nr_shown;
301         static unsigned long nr_unshown;
302
303         /* Don't complain about poisoned pages */
304         if (PageHWPoison(page)) {
305                 page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
306                 return;
307         }
308
309         /*
310          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
311          * or allow a steady drip of one report per second.
312          */
313         if (nr_shown == 60) {
314                 if (time_before(jiffies, resume)) {
315                         nr_unshown++;
316                         goto out;
317                 }
318                 if (nr_unshown) {
319                         printk(KERN_ALERT
320                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
321                                 nr_unshown);
322                         nr_unshown = 0;
323                 }
324                 nr_shown = 0;
325         }
326         if (nr_shown++ == 0)
327                 resume = jiffies + 60 * HZ;
328
329         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
330                 current->comm, page_to_pfn(page));
331         dump_page(page);
332
333         print_modules();
334         dump_stack();
335 out:
336         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
337         page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
338         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
339 }
340
341 /*
342  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
343  *
344  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
345  *
346  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
347  *
348  * All pages have PG_compound set.  All tail pages have their ->first_page
349  * pointing at the head page.
350  *
351  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
352  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
353  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
354  */
355
356 static void free_compound_page(struct page *page)
357 {
358         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
359 }
360
361 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
362 {
363         int i;
364         int nr_pages = 1 << order;
365
366         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
367         set_compound_order(page, order);
368         __SetPageHead(page);
369         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
370                 struct page *p = page + i;
371                 __SetPageTail(p);
372                 set_page_count(p, 0);
373                 p->first_page = page;
374         }
375 }
376
377 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
378 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
379 {
380         int i;
381         int nr_pages = 1 << order;
382         int bad = 0;
383
384         if (unlikely(compound_order(page) != order)) {
385                 bad_page(page);
386                 bad++;
387         }
388
389         __ClearPageHead(page);
390
391         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
392                 struct page *p = page + i;
393
394                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
395                         bad_page(page);
396                         bad++;
397                 }
398                 __ClearPageTail(p);
399         }
400
401         return bad;
402 }
403
404 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
405 {
406         int i;
407
408         /*
409          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
410          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
411          */
412         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
413         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
414                 clear_highpage(page + i);
415 }
416
417 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
418 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
419
420 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
421 {
422         unsigned long res;
423
424         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
425                 printk(KERN_ERR "Bad debug_guardpage_minorder value\n");
426                 return 0;
427         }
428         _debug_guardpage_minorder = res;
429         printk(KERN_INFO "Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
430         return 0;
431 }
432 __setup("debug_guardpage_minorder=", debug_guardpage_minorder_setup);
433
434 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page)
435 {
436         __set_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
437 }
438
439 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page)
440 {
441         __clear_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
442 }
443 #else
444 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page) { }
445 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page) { }
446 #endif
447
448 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
449 {
450         set_page_private(page, order);
451         __SetPageBuddy(page);
452 }
453
454 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
455 {
456         __ClearPageBuddy(page);
457         set_page_private(page, 0);
458 }
459
460 /*
461  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
462  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
463  *
464  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
465  * the following equation:
466  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
467  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
468  * 1 buddy is #10:
469  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
470  *
471  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
472  * satisfies the following equation:
473  *     P = B & ~(1 << O)
474  *
475  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
476  */
477 static inline unsigned long
478 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
479 {
480         return page_idx ^ (1 << order);
481 }
482
483 /*
484  * This function checks whether a page is free && is the buddy
485  * we can do coalesce a page and its buddy if
486  * (a) the buddy is not in a hole &&
487  * (b) the buddy is in the buddy system &&
488  * (c) a page and its buddy have the same order &&
489  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
490  *
491  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
492  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
493  *
494  * For recording page's order, we use page_private(page).
495  */
496 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
497                                                                 int order)
498 {
499         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
500                 return 0;
501
502         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
503                 return 0;
504
505         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
506                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
507                 return 1;
508         }
509
510         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
511                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
512                 return 1;
513         }
514         return 0;
515 }
516
517 /*
518  * Freeing function for a buddy system allocator.
519  *
520  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
521  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
522  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
523  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
524  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
525  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
526  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
527  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
528  * parts of the VM system.
529  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
530  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
531  * order is recorded in page_private(page) field.
532  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
533  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
534  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
535  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
536  * triggers coalescing into a block of larger size.
537  *
538  * -- nyc
539  */
540
541 static inline void __free_one_page(struct page *page,
542                 struct zone *zone, unsigned int order,
543                 int migratetype)
544 {
545         unsigned long page_idx;
546         unsigned long combined_idx;
547         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
548         struct page *buddy;
549
550         VM_BUG_ON(!zone_is_initialized(zone));
551
552         if (unlikely(PageCompound(page)))
553                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
554                         return;
555
556         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
557
558         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
559
560         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
561         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
562
563         while (order < MAX_ORDER-1) {
564                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
565                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
566                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
567                         break;
568                 /*
569                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
570                  * merge with it and move up one order.
571                  */
572                 if (page_is_guard(buddy)) {
573                         clear_page_guard_flag(buddy);
574                         set_page_private(page, 0);
575                         __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order,
576                                                   migratetype);
577                 } else {
578                         list_del(&buddy->lru);
579                         zone->free_area[order].nr_free--;
580                         rmv_page_order(buddy);
581                 }
582                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
583                 page = page + (combined_idx - page_idx);
584                 page_idx = combined_idx;
585                 order++;
586         }
587         set_page_order(page, order);
588
589         /*
590          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
591          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
592          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
593          * that is happening, add the free page to the tail of the list
594          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
595          * as a higher order page
596          */
597         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
598                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
599                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
600                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
601                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
602                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
603                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
604                         list_add_tail(&page->lru,
605                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
606                         goto out;
607                 }
608         }
609
610         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
611 out:
612         zone->free_area[order].nr_free++;
613 }
614
615 static inline int free_pages_check(struct page *page)
616 {
617         if (unlikely(page_mapcount(page) |
618                 (page->mapping != NULL)  |
619                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
620                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
621                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
622                 bad_page(page);
623                 return 1;
624         }
625         page_nid_reset_last(page);
626         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
627                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
628         return 0;
629 }
630
631 /*
632  * Frees a number of pages from the PCP lists
633  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
634  * count is the number of pages to free.
635  *
636  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
637  * see if this freeing clears that state.
638  *
639  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
640  * pinned" detection logic.
641  */
642 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
643                                         struct per_cpu_pages *pcp)
644 {
645         int migratetype = 0;
646         int batch_free = 0;
647         int to_free = count;
648
649         spin_lock(&zone->lock);
650         zone->all_unreclaimable = 0;
651         zone->pages_scanned = 0;
652
653         while (to_free) {
654                 struct page *page;
655                 struct list_head *list;
656
657                 /*
658                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
659                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
660                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
661                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
662                  * lists
663                  */
664                 do {
665                         batch_free++;
666                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
667                                 migratetype = 0;
668                         list = &pcp->lists[migratetype];
669                 } while (list_empty(list));
670
671                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
672                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
673                         batch_free = to_free;
674
675                 do {
676                         int mt; /* migratetype of the to-be-freed page */
677
678                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
679                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
680                         list_del(&page->lru);
681                         mt = get_freepage_migratetype(page);
682                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
683                         __free_one_page(page, zone, 0, mt);
684                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
685                         if (likely(!is_migrate_isolate_page(page))) {
686                                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1);
687                                 if (is_migrate_cma(mt))
688                                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES, 1);
689                         }
690                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
691         }
692         spin_unlock(&zone->lock);
693 }
694
695 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
696                                 int migratetype)
697 {
698         spin_lock(&zone->lock);
699         zone->all_unreclaimable = 0;
700         zone->pages_scanned = 0;
701
702         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
703         if (unlikely(!is_migrate_isolate(migratetype)))
704                 __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
705         spin_unlock(&zone->lock);
706 }
707
708 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
709 {
710         int i;
711         int bad = 0;
712
713         trace_mm_page_free(page, order);
714         kmemcheck_free_shadow(page, order);
715
716         if (PageAnon(page))
717                 page->mapping = NULL;
718         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
719                 bad += free_pages_check(page + i);
720         if (bad)
721                 return false;
722
723         if (!PageHighMem(page)) {
724                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
725                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
726                                            PAGE_SIZE << order);
727         }
728         arch_free_page(page, order);
729         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
730
731         return true;
732 }
733
734 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
735 {
736         unsigned long flags;
737         int migratetype;
738
739         if (!free_pages_prepare(page, order))
740                 return;
741
742         local_irq_save(flags);
743         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
744         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
745         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
746         free_one_page(page_zone(page), page, order, migratetype);
747         local_irq_restore(flags);
748 }
749
750 void __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
751 {
752         unsigned int nr_pages = 1 << order;
753         unsigned int loop;
754
755         prefetchw(page);
756         for (loop = 0; loop < nr_pages; loop++) {
757                 struct page *p = &page[loop];
758
759                 if (loop + 1 < nr_pages)
760                         prefetchw(p + 1);
761                 __ClearPageReserved(p);
762                 set_page_count(p, 0);
763         }
764
765         page_zone(page)->managed_pages += 1 << order;
766         set_page_refcounted(page);
767         __free_pages(page, order);
768 }
769
770 #ifdef CONFIG_CMA
771 /* Free whole pageblock and set it's migration type to MIGRATE_CMA. */
772 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
773 {
774         unsigned i = pageblock_nr_pages;
775         struct page *p = page;
776
777         do {
778                 __ClearPageReserved(p);
779                 set_page_count(p, 0);
780         } while (++p, --i);
781
782         set_page_refcounted(page);
783         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
784         __free_pages(page, pageblock_order);
785         adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
786 }
787 #endif
788
789 /*
790  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
791  * Please do not alter this order without good reasons and regression
792  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
793  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
794  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
795  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
796  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
797  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
798  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
799  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
800  *
801  * -- nyc
802  */
803 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
804         int low, int high, struct free_area *area,
805         int migratetype)
806 {
807         unsigned long size = 1 << high;
808
809         while (high > low) {
810                 area--;
811                 high--;
812                 size >>= 1;
813                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
814
815 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
816                 if (high < debug_guardpage_minorder()) {
817                         /*
818                          * Mark as guard pages (or page), that will allow to
819                          * merge back to allocator when buddy will be freed.
820                          * Corresponding page table entries will not be touched,
821                          * pages will stay not present in virtual address space
822                          */
823                         INIT_LIST_HEAD(&page[size].lru);
824                         set_page_guard_flag(&page[size]);
825                         set_page_private(&page[size], high);
826                         /* Guard pages are not available for any usage */
827                         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << high),
828                                                   migratetype);
829                         continue;
830                 }
831 #endif
832                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
833                 area->nr_free++;
834                 set_page_order(&page[size], high);
835         }
836 }
837
838 /*
839  * This page is about to be returned from the page allocator
840  */
841 static inline int check_new_page(struct page *page)
842 {
843         if (unlikely(page_mapcount(page) |
844                 (page->mapping != NULL)  |
845                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
846                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
847                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
848                 bad_page(page);
849                 return 1;
850         }
851         return 0;
852 }
853
854 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
855 {
856         int i;
857
858         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
859                 struct page *p = page + i;
860                 if (unlikely(check_new_page(p)))
861                         return 1;
862         }
863
864         set_page_private(page, 0);
865         set_page_refcounted(page);
866
867         arch_alloc_page(page, order);
868         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
869
870         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
871                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
872
873         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
874                 prep_compound_page(page, order);
875
876         return 0;
877 }
878
879 /*
880  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
881  * the smallest available page from the freelists
882  */
883 static inline
884 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
885                                                 int migratetype)
886 {
887         unsigned int current_order;
888         struct free_area * area;
889         struct page *page;
890
891         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
892         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
893                 area = &(zone->free_area[current_order]);
894                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
895                         continue;
896
897                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
898                                                         struct page, lru);
899                 list_del(&page->lru);
900                 rmv_page_order(page);
901                 area->nr_free--;
902                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
903                 return page;
904         }
905
906         return NULL;
907 }
908
909
910 /*
911  * This array describes the order lists are fallen back to when
912  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
913  */
914 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
915         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
916         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
917 #ifdef CONFIG_CMA
918         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_CMA,         MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
919         [MIGRATE_CMA]         = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
920 #else
921         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
922 #endif
923         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
924 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
925         [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
926 #endif
927 };
928
929 /*
930  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
931  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
932  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
933  */
934 int move_freepages(struct zone *zone,
935                           struct page *start_page, struct page *end_page,
936                           int migratetype)
937 {
938         struct page *page;
939         unsigned long order;
940         int pages_moved = 0;
941
942 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
943         /*
944          * page_zone is not safe to call in this context when
945          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
946          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
947          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
948          * grouping pages by mobility
949          */
950         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
951 #endif
952
953         for (page = start_page; page <= end_page;) {
954                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
955                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
956
957                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
958                         page++;
959                         continue;
960                 }
961
962                 if (!PageBuddy(page)) {
963                         page++;
964                         continue;
965                 }
966
967                 order = page_order(page);
968                 list_move(&page->lru,
969                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
970                 set_freepage_migratetype(page, migratetype);
971                 page += 1 << order;
972                 pages_moved += 1 << order;
973         }
974
975         return pages_moved;
976 }
977
978 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
979                                 int migratetype)
980 {
981         unsigned long start_pfn, end_pfn;
982         struct page *start_page, *end_page;
983
984         start_pfn = page_to_pfn(page);
985         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
986         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
987         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
988         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
989
990         /* Do not cross zone boundaries */
991         if (!zone_spans_pfn(zone, start_pfn))
992                 start_page = page;
993         if (!zone_spans_pfn(zone, end_pfn))
994                 return 0;
995
996         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
997 }
998
999 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
1000                                         int start_order, int migratetype)
1001 {
1002         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
1003
1004         while (nr_pageblocks--) {
1005                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
1006                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
1007         }
1008 }
1009
1010 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
1011 static inline struct page *
1012 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
1013 {
1014         struct free_area * area;
1015         int current_order;
1016         struct page *page;
1017         int migratetype, i;
1018
1019         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
1020         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
1021                                                 --current_order) {
1022                 for (i = 0;; i++) {
1023                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
1024
1025                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
1026                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
1027                                 break;
1028
1029                         area = &(zone->free_area[current_order]);
1030                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
1031                                 continue;
1032
1033                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
1034                                         struct page, lru);
1035                         area->nr_free--;
1036
1037                         /*
1038                          * If breaking a large block of pages, move all free
1039                          * pages to the preferred allocation list. If falling
1040                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
1041                          * aggressive about taking ownership of free pages
1042                          *
1043                          * On the other hand, never change migration
1044                          * type of MIGRATE_CMA pageblocks nor move CMA
1045                          * pages on different free lists. We don't
1046                          * want unmovable pages to be allocated from
1047                          * MIGRATE_CMA areas.
1048                          */
1049                         if (!is_migrate_cma(migratetype) &&
1050                             (current_order >= pageblock_order / 2 ||
1051                              start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
1052                              page_group_by_mobility_disabled)) {
1053                                 int pages;
1054                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
1055                                                                 start_migratetype);
1056
1057                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
1058                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
1059                                                 page_group_by_mobility_disabled)
1060                                         set_pageblock_migratetype(page,
1061                                                                 start_migratetype);
1062
1063                                 migratetype = start_migratetype;
1064                         }
1065
1066                         /* Remove the page from the freelists */
1067                         list_del(&page->lru);
1068                         rmv_page_order(page);
1069
1070                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
1071                         if (current_order >= pageblock_order &&
1072                             !is_migrate_cma(migratetype))
1073                                 change_pageblock_range(page, current_order,
1074                                                         start_migratetype);
1075
1076                         expand(zone, page, order, current_order, area,
1077                                is_migrate_cma(migratetype)
1078                              ? migratetype : start_migratetype);
1079
1080                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
1081                                 start_migratetype, migratetype);
1082
1083                         return page;
1084                 }
1085         }
1086
1087         return NULL;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1092  * Call me with the zone->lock already held.
1093  */
1094 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1095                                                 int migratetype)
1096 {
1097         struct page *page;
1098
1099 retry_reserve:
1100         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1101
1102         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1103                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1104
1105                 /*
1106                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1107                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1108                  * and we want just one call site
1109                  */
1110                 if (!page) {
1111                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1112                         goto retry_reserve;
1113                 }
1114         }
1115
1116         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1117         return page;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1122  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1123  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1124  */
1125 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
1126                         unsigned long count, struct list_head *list,
1127                         int migratetype, int cold)
1128 {
1129         int mt = migratetype, i;
1130
1131         spin_lock(&zone->lock);
1132         for (i = 0; i < count; ++i) {
1133                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1134                 if (unlikely(page == NULL))
1135                         break;
1136
1137                 /*
1138                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1139                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1140                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1141                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1142                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1143                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1144                  * properly.
1145                  */
1146                 if (likely(cold == 0))
1147                         list_add(&page->lru, list);
1148                 else
1149                         list_add_tail(&page->lru, list);
1150                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
1151                         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1152                         if (!is_migrate_cma(mt) && !is_migrate_isolate(mt))
1153                                 mt = migratetype;
1154                 }
1155                 set_freepage_migratetype(page, mt);
1156                 list = &page->lru;
1157                 if (is_migrate_cma(mt))
1158                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
1159                                               -(1 << order));
1160         }
1161         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1162         spin_unlock(&zone->lock);
1163         return i;
1164 }
1165
1166 #ifdef CONFIG_NUMA
1167 /*
1168  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1169  * currently executing processor on remote nodes after they have
1170  * expired.
1171  *
1172  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1173  * a single processor.
1174  */
1175 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1176 {
1177         unsigned long flags;
1178         int to_drain;
1179         unsigned long batch;
1180
1181         local_irq_save(flags);
1182         batch = ACCESS_ONCE(pcp->batch);
1183         if (pcp->count >= batch)
1184                 to_drain = batch;
1185         else
1186                 to_drain = pcp->count;
1187         if (to_drain > 0) {
1188                 free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1189                 pcp->count -= to_drain;
1190         }
1191         local_irq_restore(flags);
1192 }
1193 #endif
1194
1195 /*
1196  * Drain pages of the indicated processor.
1197  *
1198  * The processor must either be the current processor and the
1199  * thread pinned to the current processor or a processor that
1200  * is not online.
1201  */
1202 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1203 {
1204         unsigned long flags;
1205         struct zone *zone;
1206
1207         for_each_populated_zone(zone) {
1208                 struct per_cpu_pageset *pset;
1209                 struct per_cpu_pages *pcp;
1210
1211                 local_irq_save(flags);
1212                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1213
1214                 pcp = &pset->pcp;
1215                 if (pcp->count) {
1216                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1217                         pcp->count = 0;
1218                 }
1219                 local_irq_restore(flags);
1220         }
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1225  */
1226 void drain_local_pages(void *arg)
1227 {
1228         drain_pages(smp_processor_id());
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
1233  *
1234  * Note that this code is protected against sending an IPI to an offline
1235  * CPU but does not guarantee sending an IPI to newly hotplugged CPUs:
1236  * on_each_cpu_mask() blocks hotplug and won't talk to offlined CPUs but
1237  * nothing keeps CPUs from showing up after we populated the cpumask and
1238  * before the call to on_each_cpu_mask().
1239  */
1240 void drain_all_pages(void)
1241 {
1242         int cpu;
1243         struct per_cpu_pageset *pcp;
1244         struct zone *zone;
1245
1246         /*
1247          * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
1248          * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
1249          */
1250         static cpumask_t cpus_with_pcps;
1251
1252         /*
1253          * We don't care about racing with CPU hotplug event
1254          * as offline notification will cause the notified
1255          * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
1256          * disables preemption as part of its processing
1257          */
1258         for_each_online_cpu(cpu) {
1259                 bool has_pcps = false;
1260                 for_each_populated_zone(zone) {
1261                         pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1262                         if (pcp->pcp.count) {
1263                                 has_pcps = true;
1264                                 break;
1265                         }
1266                 }
1267                 if (has_pcps)
1268                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1269                 else
1270                         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1271         }
1272         on_each_cpu_mask(&cpus_with_pcps, drain_local_pages, NULL, 1);
1273 }
1274
1275 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1276
1277 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1278 {
1279         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1280         unsigned long flags;
1281         int order, t;
1282         struct list_head *curr;
1283
1284         if (!zone->spanned_pages)
1285                 return;
1286
1287         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1288
1289         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1290         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1291                 if (pfn_valid(pfn)) {
1292                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1293
1294                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1295                                 swsusp_unset_page_free(page);
1296                 }
1297
1298         for_each_migratetype_order(order, t) {
1299                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1300                         unsigned long i;
1301
1302                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1303                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1304                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1305                 }
1306         }
1307         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1308 }
1309 #endif /* CONFIG_PM */
1310
1311 /*
1312  * Free a 0-order page
1313  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1314  */
1315 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1316 {
1317         struct zone *zone = page_zone(page);
1318         struct per_cpu_pages *pcp;
1319         unsigned long flags;
1320         int migratetype;
1321
1322         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1323                 return;
1324
1325         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1326         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1327         local_irq_save(flags);
1328         __count_vm_event(PGFREE);
1329
1330         /*
1331          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1332          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1333          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1334          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1335          * excessively into the page allocator
1336          */
1337         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1338                 if (unlikely(is_migrate_isolate(migratetype))) {
1339                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1340                         goto out;
1341                 }
1342                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1343         }
1344
1345         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1346         if (cold)
1347                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1348         else
1349                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1350         pcp->count++;
1351         if (pcp->count >= pcp->high) {
1352                 unsigned long batch = ACCESS_ONCE(pcp->batch);
1353                 free_pcppages_bulk(zone, batch, pcp);
1354                 pcp->count -= batch;
1355         }
1356
1357 out:
1358         local_irq_restore(flags);
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Free a list of 0-order pages
1363  */
1364 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, int cold)
1365 {
1366         struct page *page, *next;
1367
1368         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1369                 trace_mm_page_free_batched(page, cold);
1370                 free_hot_cold_page(page, cold);
1371         }
1372 }
1373
1374 /*
1375  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1376  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1377  * Each sub-page must be freed individually.
1378  *
1379  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1380  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1381  */
1382 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1383 {
1384         int i;
1385
1386         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1387         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1388
1389 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1390         /*
1391          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1392          * otherwise free the whole shadow.
1393          */
1394         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1395                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1396 #endif
1397
1398         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1399                 set_page_refcounted(page + i);
1400 }
1401 EXPORT_SYMBOL_GPL(split_page);
1402
1403 static int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
1404 {
1405         unsigned long watermark;
1406         struct zone *zone;
1407         int mt;
1408
1409         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1410
1411         zone = page_zone(page);
1412         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1413
1414         if (!is_migrate_isolate(mt)) {
1415                 /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1416                 watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1417                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1418                         return 0;
1419
1420                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
1421         }
1422
1423         /* Remove page from free list */
1424         list_del(&page->lru);
1425         zone->free_area[order].nr_free--;
1426         rmv_page_order(page);
1427
1428         /* Set the pageblock if the isolated page is at least a pageblock */
1429         if (order >= pageblock_order - 1) {
1430                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1431                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
1432                         int mt = get_pageblock_migratetype(page);
1433                         if (!is_migrate_isolate(mt) && !is_migrate_cma(mt))
1434                                 set_pageblock_migratetype(page,
1435                                                           MIGRATE_MOVABLE);
1436                 }
1437         }
1438
1439         return 1UL << order;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1444  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1445  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1446  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1447  * are enabled.
1448  *
1449  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1450  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1451  */
1452 int split_free_page(struct page *page)
1453 {
1454         unsigned int order;
1455         int nr_pages;
1456
1457         order = page_order(page);
1458
1459         nr_pages = __isolate_free_page(page, order);
1460         if (!nr_pages)
1461                 return 0;
1462
1463         /* Split into individual pages */
1464         set_page_refcounted(page);
1465         split_page(page, order);
1466         return nr_pages;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1471  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1472  * or two.
1473  */
1474 static inline
1475 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1476                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1477                         int migratetype)
1478 {
1479         unsigned long flags;
1480         struct page *page;
1481         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1482
1483 again:
1484         if (likely(order == 0)) {
1485                 struct per_cpu_pages *pcp;
1486                 struct list_head *list;
1487
1488                 local_irq_save(flags);
1489                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1490                 list = &pcp->lists[migratetype];
1491                 if (list_empty(list)) {
1492                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1493                                         pcp->batch, list,
1494                                         migratetype, cold);
1495                         if (unlikely(list_empty(list)))
1496                                 goto failed;
1497                 }
1498
1499                 if (cold)
1500                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1501                 else
1502                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1503
1504                 list_del(&page->lru);
1505                 pcp->count--;
1506         } else {
1507                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1508                         /*
1509                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1510                          *
1511                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1512                          * properly detect and handle allocation failures.
1513                          *
1514                          * We most definitely don't want callers attempting to
1515                          * allocate greater than order-1 page units with
1516                          * __GFP_NOFAIL.
1517                          */
1518                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1519                 }
1520                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1521                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1522                 spin_unlock(&zone->lock);
1523                 if (!page)
1524                         goto failed;
1525                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
1526                                           get_pageblock_migratetype(page));
1527         }
1528
1529         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1530         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1531         local_irq_restore(flags);
1532
1533         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1534         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1535                 goto again;
1536         return page;
1537
1538 failed:
1539         local_irq_restore(flags);
1540         return NULL;
1541 }
1542
1543 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1544
1545 static struct {
1546         struct fault_attr attr;
1547
1548         u32 ignore_gfp_highmem;
1549         u32 ignore_gfp_wait;
1550         u32 min_order;
1551 } fail_page_alloc = {
1552         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1553         .ignore_gfp_wait = 1,
1554         .ignore_gfp_highmem = 1,
1555         .min_order = 1,
1556 };
1557
1558 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1559 {
1560         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1561 }
1562 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1563
1564 static bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1565 {
1566         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1567                 return false;
1568         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1569                 return false;
1570         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1571                 return false;
1572         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1573                 return false;
1574
1575         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1576 }
1577
1578 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1579
1580 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1581 {
1582         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1583         struct dentry *dir;
1584
1585         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1586                                         &fail_page_alloc.attr);
1587         if (IS_ERR(dir))
1588                 return PTR_ERR(dir);
1589
1590         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1591                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1592                 goto fail;
1593         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1594                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1595                 goto fail;
1596         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1597                                 &fail_page_alloc.min_order))
1598                 goto fail;
1599
1600         return 0;
1601 fail:
1602         debugfs_remove_recursive(dir);
1603
1604         return -ENOMEM;
1605 }
1606
1607 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1608
1609 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1610
1611 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1612
1613 static inline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1614 {
1615         return false;
1616 }
1617
1618 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1619
1620 /*
1621  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1622  * of the allocation.
1623  */
1624 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1625                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1626 {
1627         /* free_pages my go negative - that's OK */
1628         long min = mark;
1629         long lowmem_reserve = z->lowmem_reserve[classzone_idx];
1630         int o;
1631         long free_cma = 0;
1632
1633         free_pages -= (1 << order) - 1;
1634         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1635                 min -= min / 2;
1636         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1637                 min -= min / 4;
1638 #ifdef CONFIG_CMA
1639         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
1640         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
1641                 free_cma = zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
1642 #endif
1643
1644         if (free_pages - free_cma <= min + lowmem_reserve)
1645                 return false;
1646         for (o = 0; o < order; o++) {
1647                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1648                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1649
1650                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1651                 min >>= 1;
1652
1653                 if (free_pages <= min)
1654                         return false;
1655         }
1656         return true;
1657 }
1658
1659 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1660                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1661 {
1662         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1663                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1664 }
1665
1666 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1667                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1668 {
1669         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1670
1671         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1672                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1673
1674         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1675                                                                 free_pages);
1676 }
1677
1678 #ifdef CONFIG_NUMA
1679 /*
1680  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1681  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1682  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1683  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1684  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1685  *
1686  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1687  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1688  * tasks mems_allowed, or node_states[N_MEMORY].)
1689  *
1690  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1691  * nothing and returns NULL.
1692  *
1693  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1694  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1695  *
1696  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1697  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1698  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1699  * quickly as we can.
1700  */
1701 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1702 {
1703         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1704         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1705
1706         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1707         if (!zlc)
1708                 return NULL;
1709
1710         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1711                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1712                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1713         }
1714
1715         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1716                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1717                                         &node_states[N_MEMORY];
1718         return allowednodes;
1719 }
1720
1721 /*
1722  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1723  * if it is worth looking at further for free memory:
1724  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1725  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1726  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1727  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1728  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1729  * else return false (zero) if it is not.
1730  *
1731  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1732  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1733  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1734  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1735  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1736  * into the second scan of the zonelist.
1737  *
1738  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1739  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1740  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1741  * unturned looking for a free page.
1742  */
1743 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1744                                                 nodemask_t *allowednodes)
1745 {
1746         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1747         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1748         int n;                          /* node that zone *z is on */
1749
1750         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1751         if (!zlc)
1752                 return 1;
1753
1754         i = z - zonelist->_zonerefs;
1755         n = zlc->z_to_n[i];
1756
1757         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1758         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1763  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1764  * from that zone don't waste time re-examining it.
1765  */
1766 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1767 {
1768         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1769         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1770
1771         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1772         if (!zlc)
1773                 return;
1774
1775         i = z - zonelist->_zonerefs;
1776
1777         set_bit(i, zlc->fullzones);
1778 }
1779
1780 /*
1781  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1782  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1783  */
1784 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1785 {
1786         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1787
1788         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1789         if (!zlc)
1790                 return;
1791
1792         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1793 }
1794
1795 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1796 {
1797         return node_isset(local_zone->node, zone->zone_pgdat->reclaim_nodes);
1798 }
1799
1800 static void __paginginit init_zone_allows_reclaim(int nid)
1801 {
1802         int i;
1803
1804         for_each_online_node(i)
1805                 if (node_distance(nid, i) <= RECLAIM_DISTANCE)
1806                         node_set(i, NODE_DATA(nid)->reclaim_nodes);
1807                 else
1808                         zone_reclaim_mode = 1;
1809 }
1810
1811 #else   /* CONFIG_NUMA */
1812
1813 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1814 {
1815         return NULL;
1816 }
1817
1818 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1819                                 nodemask_t *allowednodes)
1820 {
1821         return 1;
1822 }
1823
1824 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1825 {
1826 }
1827
1828 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1829 {
1830 }
1831
1832 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1833 {
1834         return true;
1835 }
1836
1837 static inline void init_zone_allows_reclaim(int nid)
1838 {
1839 }
1840 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1841
1842 /*
1843  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1844  * a page.
1845  */
1846 static struct page *
1847 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1848                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1849                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1850 {
1851         struct zoneref *z;
1852         struct page *page = NULL;
1853         int classzone_idx;
1854         struct zone *zone;
1855         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1856         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1857         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1858
1859         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1860 zonelist_scan:
1861         /*
1862          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1863          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1864          */
1865         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1866                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1867                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1868                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1869                                 continue;
1870                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1871                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1872                                 continue;
1873                 /*
1874                  * When allocating a page cache page for writing, we
1875                  * want to get it from a zone that is within its dirty
1876                  * limit, such that no single zone holds more than its
1877                  * proportional share of globally allowed dirty pages.
1878                  * The dirty limits take into account the zone's
1879                  * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
1880                  * should be able to balance it without having to
1881                  * write pages from its LRU list.
1882                  *
1883                  * This may look like it could increase pressure on
1884                  * lower zones by failing allocations in higher zones
1885                  * before they are full.  But the pages that do spill
1886                  * over are limited as the lower zones are protected
1887                  * by this very same mechanism.  It should not become
1888                  * a practical burden to them.
1889                  *
1890                  * XXX: For now, allow allocations to potentially
1891                  * exceed the per-zone dirty limit in the slowpath
1892                  * (ALLOC_WMARK_LOW unset) before going into reclaim,
1893                  * which is important when on a NUMA setup the allowed
1894                  * zones are together not big enough to reach the
1895                  * global limit.  The proper fix for these situations
1896                  * will require awareness of zones in the
1897                  * dirty-throttling and the flusher threads.
1898                  */
1899                 if ((alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW) &&
1900                     (gfp_mask & __GFP_WRITE) && !zone_dirty_ok(zone))
1901                         goto this_zone_full;
1902
1903                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1904                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1905                         unsigned long mark;
1906                         int ret;
1907
1908                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1909                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1910                                     classzone_idx, alloc_flags))
1911                                 goto try_this_zone;
1912
1913                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
1914                                         !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1915                                 /*
1916                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1917                                  * and before considering the first zone allowed
1918                                  * by the cpuset.
1919                                  */
1920                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1921                                 zlc_active = 1;
1922                                 did_zlc_setup = 1;
1923                         }
1924
1925                         if (zone_reclaim_mode == 0 ||
1926                             !zone_allows_reclaim(preferred_zone, zone))
1927                                 goto this_zone_full;
1928
1929                         /*
1930                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1931                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1932                          */
1933                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1934                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1935                                 continue;
1936
1937                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1938                         switch (ret) {
1939                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1940                                 /* did not scan */
1941                                 continue;
1942                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1943                                 /* scanned but unreclaimable */
1944                                 continue;
1945                         default:
1946                                 /* did we reclaim enough */
1947                                 if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1948                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1949                                         goto try_this_zone;
1950
1951                                 /*
1952                                  * Failed to reclaim enough to meet watermark.
1953                                  * Only mark the zone full if checking the min
1954                                  * watermark or if we failed to reclaim just
1955                                  * 1<<order pages or else the page allocator
1956                                  * fastpath will prematurely mark zones full
1957                                  * when the watermark is between the low and
1958                                  * min watermarks.
1959                                  */
1960                                 if (((alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK) == ALLOC_WMARK_MIN) ||
1961                                     ret == ZONE_RECLAIM_SOME)
1962                                         goto this_zone_full;
1963
1964                                 continue;
1965                         }
1966                 }
1967
1968 try_this_zone:
1969                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1970                                                 gfp_mask, migratetype);
1971                 if (page)
1972                         break;
1973 this_zone_full:
1974                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
1975                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1976         }
1977
1978         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && page == NULL && zlc_active)) {
1979                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1980                 zlc_active = 0;
1981                 goto zonelist_scan;
1982         }
1983
1984         if (page)
1985                 /*
1986                  * page->pfmemalloc is set when ALLOC_NO_WATERMARKS was
1987                  * necessary to allocate the page. The expectation is
1988                  * that the caller is taking steps that will free more
1989                  * memory. The caller should avoid the page being used
1990                  * for !PFMEMALLOC purposes.
1991                  */
1992                 page->pfmemalloc = !!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS);
1993
1994         return page;
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1999  * meminfo in irq context.
2000  */
2001 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
2002 {
2003         bool ret = false;
2004
2005 #if NODES_SHIFT > 8
2006         ret = in_interrupt();
2007 #endif
2008         return ret;
2009 }
2010
2011 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
2012                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2013                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2014
2015 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
2016 {
2017         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2018
2019         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs) ||
2020             debug_guardpage_minorder() > 0)
2021                 return;
2022
2023         /*
2024          * Walking all memory to count page types is very expensive and should
2025          * be inhibited in non-blockable contexts.
2026          */
2027         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2028                 filter |= SHOW_MEM_FILTER_PAGE_COUNT;
2029
2030         /*
2031          * This documents exceptions given to allocations in certain
2032          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
2033          * of allowed nodes.
2034          */
2035         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2036                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2037                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
2038                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2039         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2040                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2041
2042         if (fmt) {
2043                 struct va_format vaf;
2044                 va_list args;
2045
2046                 va_start(args, fmt);
2047
2048                 vaf.fmt = fmt;
2049                 vaf.va = &args;
2050
2051                 pr_warn("%pV", &vaf);
2052
2053                 va_end(args);
2054         }
2055
2056         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
2057                 current->comm, order, gfp_mask);
2058
2059         dump_stack();
2060         if (!should_suppress_show_mem())
2061                 show_mem(filter);
2062 }
2063
2064 static inline int
2065 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2066                                 unsigned long did_some_progress,
2067                                 unsigned long pages_reclaimed)
2068 {
2069         /* Do not loop if specifically requested */
2070         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2071                 return 0;
2072
2073         /* Always retry if specifically requested */
2074         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2075                 return 1;
2076
2077         /*
2078          * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can prevent reclaim
2079          * making forward progress without invoking OOM. Suspend also disables
2080          * storage devices so kswapd will not help. Bail if we are suspending.
2081          */
2082         if (!did_some_progress && pm_suspended_storage())
2083                 return 0;
2084
2085         /*
2086          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
2087          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
2088          * implementations.
2089          */
2090         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2091                 return 1;
2092
2093         /*
2094          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
2095          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
2096          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
2097          * large as the allocation's order. In both cases, if the
2098          * allocation still fails, we stop retrying.
2099          */
2100         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
2101                 return 1;
2102
2103         return 0;
2104 }
2105
2106 static inline struct page *
2107 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2108         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2109         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2110         int migratetype)
2111 {
2112         struct page *page;
2113
2114         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
2115         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
2116                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
2117                 return NULL;
2118         }
2119
2120         /*
2121          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
2122          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
2123          * we're still under heavy pressure.
2124          */
2125         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
2126                 order, zonelist, high_zoneidx,
2127                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
2128                 preferred_zone, migratetype);
2129         if (page)
2130                 goto out;
2131
2132         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2133                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
2134                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2135                         goto out;
2136                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
2137                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2138                         goto out;
2139                 /*
2140                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
2141                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
2142                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
2143                  * it specifies __GFP_THISNODE.
2144                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
2145                  */
2146                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
2147                         goto out;
2148         }
2149         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
2150         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask, false);
2151
2152 out:
2153         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
2154         return page;
2155 }
2156
2157 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2158 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
2159 static struct page *
2160 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2161         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2162         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2163         int migratetype, bool sync_migration,
2164         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2165         unsigned long *did_some_progress)
2166 {
2167         if (!order)
2168                 return NULL;
2169
2170         if (compaction_deferred(preferred_zone, order)) {
2171                 *deferred_compaction = true;
2172                 return NULL;
2173         }
2174
2175         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2176         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
2177                                                 nodemask, sync_migration,
2178                                                 contended_compaction);
2179         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2180
2181         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
2182                 struct page *page;
2183
2184                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
2185                 drain_pages(get_cpu());
2186                 put_cpu();
2187
2188                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
2189                                 order, zonelist, high_zoneidx,
2190                                 alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2191                                 preferred_zone, migratetype);
2192                 if (page) {
2193                         preferred_zone->compact_blockskip_flush = false;
2194                         preferred_zone->compact_considered = 0;
2195                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
2196                         if (order >= preferred_zone->compact_order_failed)
2197                                 preferred_zone->compact_order_failed = order + 1;
2198                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
2199                         return page;
2200                 }
2201
2202                 /*
2203                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
2204                  * The most likely reason is that pages exist,
2205                  * but not enough to satisfy watermarks.
2206                  */
2207                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
2208
2209                 /*
2210                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
2211                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
2212                  */
2213                 if (sync_migration)
2214                         defer_compaction(preferred_zone, order);
2215
2216                 cond_resched();
2217         }
2218
2219         return NULL;
2220 }
2221 #else
2222 static inline struct page *
2223 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2224         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2225         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2226         int migratetype, bool sync_migration,
2227         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2228         unsigned long *did_some_progress)
2229 {
2230         return NULL;
2231 }
2232 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2233
2234 /* Perform direct synchronous page reclaim */
2235 static int
2236 __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2237                   nodemask_t *nodemask)
2238 {
2239         struct reclaim_state reclaim_state;
2240         int progress;
2241
2242         cond_resched();
2243
2244         /* We now go into synchronous reclaim */
2245         cpuset_memory_pressure_bump();
2246         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2247         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2248         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2249         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2250
2251         progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2252
2253         current->reclaim_state = NULL;
2254         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2255         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2256
2257         cond_resched();
2258
2259         return progress;
2260 }
2261
2262 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2263 static inline struct page *
2264 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2265         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2266         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2267         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
2268 {
2269         struct page *page = NULL;
2270         bool drained = false;
2271
2272         *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, zonelist,
2273                                                nodemask);
2274         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2275                 return NULL;
2276
2277         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2278         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2279                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2280
2281 retry:
2282         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2283                                         zonelist, high_zoneidx,
2284                                         alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2285                                         preferred_zone, migratetype);
2286
2287         /*
2288          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2289          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2290          */
2291         if (!page && !drained) {
2292                 drain_all_pages();
2293                 drained = true;
2294                 goto retry;
2295         }
2296
2297         return page;
2298 }
2299
2300 /*
2301  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2302  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2303  */
2304 static inline struct page *
2305 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2306         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2307         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2308         int migratetype)
2309 {
2310         struct page *page;
2311
2312         do {
2313                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2314                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2315                         preferred_zone, migratetype);
2316
2317                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2318                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2319         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2320
2321         return page;
2322 }
2323
2324 static inline
2325 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2326                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2327                                                 enum zone_type classzone_idx)
2328 {
2329         struct zoneref *z;
2330         struct zone *zone;
2331
2332         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2333                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2334 }
2335
2336 static inline int
2337 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2338 {
2339         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2340         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2341
2342         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2343         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2344
2345         /*
2346          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2347          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2348          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2349          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2350          */
2351         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2352
2353         if (!wait) {
2354                 /*
2355                  * Not worth trying to allocate harder for
2356                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2357                  */
2358                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2359                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2360                 /*
2361                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2362                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2363                  */
2364                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2365         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2366                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2367
2368         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2369                 if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
2370                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2371                 else if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
2372                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2373                 else if (!in_interrupt() &&
2374                                 ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2375                                  unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2376                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2377         }
2378 #ifdef CONFIG_CMA
2379         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2380                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2381 #endif
2382         return alloc_flags;
2383 }
2384
2385 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
2386 {
2387         return !!(gfp_to_alloc_flags(gfp_mask) & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2388 }
2389
2390 static inline struct page *
2391 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2392         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2393         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2394         int migratetype)
2395 {
2396         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2397         struct page *page = NULL;
2398         int alloc_flags;
2399         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2400         unsigned long did_some_progress;
2401         bool sync_migration = false;
2402         bool deferred_compaction = false;
2403         bool contended_compaction = false;
2404
2405         /*
2406          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2407          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2408          * be using allocators in order of preference for an area that is
2409          * too large.
2410          */
2411         if (order >= MAX_ORDER) {
2412                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2413                 return NULL;
2414         }
2415
2416         /*
2417          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2418          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2419          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2420          * using a larger set of nodes after it has established that the
2421          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2422          * over allocated.
2423          */
2424         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
2425                         (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2426                 goto nopage;
2427
2428 restart:
2429         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2430                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2431                                                 zone_idx(preferred_zone));
2432
2433         /*
2434          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2435          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2436          * to how we want to proceed.
2437          */
2438         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2439
2440         /*
2441          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2442          * cpusets.
2443          */
2444         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2445                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2446                                         &preferred_zone);
2447
2448 rebalance:
2449         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2450         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2451                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2452                         preferred_zone, migratetype);
2453         if (page)
2454                 goto got_pg;
2455
2456         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2457         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2458                 /*
2459                  * Ignore mempolicies if ALLOC_NO_WATERMARKS on the grounds
2460                  * the allocation is high priority and these type of
2461                  * allocations are system rather than user orientated
2462                  */
2463                 zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);
2464
2465                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2466                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2467                                 preferred_zone, migratetype);
2468                 if (page) {
2469                         goto got_pg;
2470                 }
2471         }
2472
2473         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2474         if (!wait)
2475                 goto nopage;
2476
2477         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2478         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2479                 goto nopage;
2480
2481         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2482         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2483                 goto nopage;
2484
2485         /*
2486          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2487          * attempts after direct reclaim are synchronous
2488          */
2489         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2490                                         zonelist, high_zoneidx,
2491                                         nodemask,
2492                                         alloc_flags, preferred_zone,
2493                                         migratetype, sync_migration,
2494                                         &contended_compaction,
2495                                         &deferred_compaction,
2496                                         &did_some_progress);
2497         if (page)
2498                 goto got_pg;
2499         sync_migration = true;
2500
2501         /*
2502          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2503          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2504          * requested a movable allocation that does not heavily disrupt the
2505          * system then fail the allocation instead of entering direct reclaim.
2506          */
2507         if ((deferred_compaction || contended_compaction) &&
2508                                                 (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2509                 goto nopage;
2510
2511         /* Try direct reclaim and then allocating */
2512         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2513                                         zonelist, high_zoneidx,
2514                                         nodemask,
2515                                         alloc_flags, preferred_zone,
2516                                         migratetype, &did_some_progress);
2517         if (page)
2518                 goto got_pg;
2519
2520         /*
2521          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2522          * running out of options and have to consider going OOM
2523          */
2524         if (!did_some_progress) {
2525                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2526                         if (oom_killer_disabled)
2527                                 goto nopage;
2528                         /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
2529                         if ((current->flags & PF_DUMPCORE) &&
2530                             !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2531                                 goto nopage;
2532                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2533                                         zonelist, high_zoneidx,
2534                                         nodemask, preferred_zone,
2535                                         migratetype);
2536                         if (page)
2537                                 goto got_pg;
2538
2539                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2540                                 /*
2541                                  * The oom killer is not called for high-order
2542                                  * allocations that may fail, so if no progress
2543                                  * is being made, there are no other options and
2544                                  * retrying is unlikely to help.
2545                                  */
2546                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2547                                         goto nopage;
2548                                 /*
2549                                  * The oom killer is not called for lowmem
2550                                  * allocations to prevent needlessly killing
2551                                  * innocent tasks.
2552                                  */
2553                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2554                                         goto nopage;
2555                         }
2556
2557                         goto restart;
2558                 }
2559         }
2560
2561         /* Check if we should retry the allocation */
2562         pages_reclaimed += did_some_progress;
2563         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, did_some_progress,
2564                                                 pages_reclaimed)) {
2565                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2566                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2567                 goto rebalance;
2568         } else {
2569                 /*
2570                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2571                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2572                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2573                  */
2574                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2575                                         zonelist, high_zoneidx,
2576                                         nodemask,
2577                                         alloc_flags, preferred_zone,
2578                                         migratetype, sync_migration,
2579                                         &contended_compaction,
2580                                         &deferred_compaction,
2581                                         &did_some_progress);
2582                 if (page)
2583                         goto got_pg;
2584         }
2585
2586 nopage:
2587         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2588         return page;
2589 got_pg:
2590         if (kmemcheck_enabled)
2591                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2592
2593         return page;
2594 }
2595
2596 /*
2597  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2598  */
2599 struct page *
2600 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2601                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2602 {
2603         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2604         struct zone *preferred_zone;
2605         struct page *page = NULL;
2606         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2607         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2608         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET;
2609         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2610
2611         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2612
2613         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2614
2615         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2616
2617         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2618                 return NULL;
2619
2620         /*
2621          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2622          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2623          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2624          */
2625         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2626                 return NULL;
2627
2628         /*
2629          * Will only have any effect when __GFP_KMEMCG is set.  This is
2630          * verified in the (always inline) callee
2631          */
2632         if (!memcg_kmem_newpage_charge(gfp_mask, &memcg, order))
2633                 return NULL;
2634
2635 retry_cpuset:
2636         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2637
2638         /* The preferred zone is used for statistics later */
2639         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2640                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2641                                 &preferred_zone);
2642         if (!preferred_zone)
2643                 goto out;
2644
2645 #ifdef CONFIG_CMA
2646         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2647                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2648 #endif
2649         /* First allocation attempt */
2650         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2651                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags,
2652                         preferred_zone, migratetype);
2653         if (unlikely(!page)) {
2654                 /*
2655                  * Runtime PM, block IO and its error handling path
2656                  * can deadlock because I/O on the device might not
2657                  * complete.
2658                  */
2659                 gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask);
2660                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2661                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2662                                 preferred_zone, migratetype);
2663         }
2664
2665         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2666
2667 out:
2668         /*
2669          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2670          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2671          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2672          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2673          */
2674         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2675                 goto retry_cpuset;
2676
2677         memcg_kmem_commit_charge(page, memcg, order);
2678
2679         return page;
2680 }
2681 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2682
2683 /*
2684  * Common helper functions.
2685  */
2686 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2687 {
2688         struct page *page;
2689
2690         /*
2691          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2692          * a highmem page
2693          */
2694         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2695
2696         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2697         if (!page)
2698                 return 0;
2699         return (unsigned long) page_address(page);
2700 }
2701 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2702
2703 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2704 {
2705         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2706 }
2707 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2708
2709 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2710 {
2711         if (put_page_testzero(page)) {
2712                 if (order == 0)
2713                         free_hot_cold_page(page, 0);
2714                 else
2715                         __free_pages_ok(page, order);
2716         }
2717 }
2718
2719 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2720
2721 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2722 {
2723         if (addr != 0) {
2724                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2725                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2726         }
2727 }
2728
2729 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2730
2731 /*
2732  * __free_memcg_kmem_pages and free_memcg_kmem_pages will free
2733  * pages allocated with __GFP_KMEMCG.
2734  *
2735  * Those pages are accounted to a particular memcg, embedded in the
2736  * corresponding page_cgroup. To avoid adding a hit in the allocator to search
2737  * for that information only to find out that it is NULL for users who have no
2738  * interest in that whatsoever, we provide these functions.
2739  *
2740  * The caller knows better which flags it relies on.
2741  */
2742 void __free_memcg_kmem_pages(struct page *page, unsigned int order)
2743 {
2744         memcg_kmem_uncharge_pages(page, order);
2745         __free_pages(page, order);
2746 }
2747
2748 void free_memcg_kmem_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2749 {
2750         if (addr != 0) {
2751                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2752                 __free_memcg_kmem_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2753         }
2754 }
2755
2756 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2757 {
2758         if (addr) {
2759                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2760                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2761
2762                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2763                 while (used < alloc_end) {
2764                         free_page(used);
2765                         used += PAGE_SIZE;
2766                 }
2767         }
2768         return (void *)addr;
2769 }
2770
2771 /**
2772  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2773  * @size: the number of bytes to allocate
2774  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2775  *
2776  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2777  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2778  * allocate memory in power-of-two pages.
2779  *
2780  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2781  *
2782  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2783  */
2784 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2785 {
2786         unsigned int order = get_order(size);
2787         unsigned long addr;
2788
2789         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2790         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2791 }
2792 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2793
2794 /**
2795  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2796  *                         pages on a node.
2797  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2798  * @size: the number of bytes to allocate
2799  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2800  *
2801  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2802  * back.
2803  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2804  * but is not exact.
2805  */
2806 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2807 {
2808         unsigned order = get_order(size);
2809         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2810         if (!p)
2811                 return NULL;
2812         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2813 }
2814 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2815
2816 /**
2817  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2818  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2819  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2820  *
2821  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2822  */
2823 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2824 {
2825         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2826         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2827
2828         while (addr < end) {
2829                 free_page(addr);
2830                 addr += PAGE_SIZE;
2831         }
2832 }
2833 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2834
2835 /**
2836  * nr_free_zone_pages - count number of pages beyond high watermark
2837  * @offset: The zone index of the highest zone
2838  *
2839  * nr_free_zone_pages() counts the number of counts pages which are beyond the
2840  * high watermark within all zones at or below a given zone index.  For each
2841  * zone, the number of pages is calculated as:
2842  *     managed_pages - high_pages
2843  */
2844 static unsigned long nr_free_zone_pages(int offset)
2845 {
2846         struct zoneref *z;
2847         struct zone *zone;
2848
2849         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2850         unsigned long sum = 0;
2851
2852         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2853
2854         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2855                 unsigned long size = zone->managed_pages;
2856                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2857                 if (size > high)
2858                         sum += size - high;
2859         }
2860
2861         return sum;
2862 }
2863
2864 /**
2865  * nr_free_buffer_pages - count number of pages beyond high watermark
2866  *
2867  * nr_free_buffer_pages() counts the number of pages which are beyond the high
2868  * watermark within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL.
2869  */
2870 unsigned long nr_free_buffer_pages(void)
2871 {
2872         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2873 }
2874 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2875
2876 /**
2877  * nr_free_pagecache_pages - count number of pages beyond high watermark
2878  *
2879  * nr_free_pagecache_pages() counts the number of pages which are beyond the
2880  * high watermark within all zones.
2881  */
2882 unsigned long nr_free_pagecache_pages(void)
2883 {
2884         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2885 }
2886
2887 static inline void show_node(struct zone *zone)
2888 {
2889         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2890                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2891 }
2892
2893 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2894 {
2895         val->totalram = totalram_pages;
2896         val->sharedram = 0;
2897         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2898         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2899         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2900         val->freehigh = nr_free_highpages();
2901         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2902 }
2903
2904 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2905
2906 #ifdef CONFIG_NUMA
2907 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2908 {
2909         int zone_type;          /* needs to be signed */
2910         unsigned long managed_pages = 0;
2911         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2912
2913         for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++)
2914                 managed_pages += pgdat->node_zones[zone_type].managed_pages;
2915         val->totalram = managed_pages;
2916         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2917 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2918         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].managed_pages;
2919         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2920                         NR_FREE_PAGES);
2921 #else
2922         val->totalhigh = 0;
2923         val->freehigh = 0;
2924 #endif
2925         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2926 }
2927 #endif
2928
2929 /*
2930  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2931  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2932  */
2933 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2934 {
2935         bool ret = false;
2936         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2937
2938         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2939                 goto out;
2940
2941         do {
2942                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2943                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2944         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2945 out:
2946         return ret;
2947 }
2948
2949 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2950
2951 static void show_migration_types(unsigned char type)
2952 {
2953         static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
2954                 [MIGRATE_UNMOVABLE]     = 'U',
2955                 [MIGRATE_RECLAIMABLE]   = 'E',
2956                 [MIGRATE_MOVABLE]       = 'M',
2957                 [MIGRATE_RESERVE]       = 'R',
2958 #ifdef CONFIG_CMA
2959                 [MIGRATE_CMA]           = 'C',
2960 #endif
2961 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
2962                 [MIGRATE_ISOLATE]       = 'I',
2963 #endif
2964         };
2965         char tmp[MIGRATE_TYPES + 1];
2966         char *p = tmp;
2967         int i;
2968
2969         for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
2970                 if (type & (1 << i))
2971                         *p++ = types[i];
2972         }
2973
2974         *p = '\0';
2975         printk("(%s) ", tmp);
2976 }
2977
2978 /*
2979  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2980  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2981  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2982  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2983  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2984  */
2985 void show_free_areas(unsigned int filter)
2986 {
2987         int cpu;
2988         struct zone *zone;
2989
2990         for_each_populated_zone(zone) {
2991                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2992                         continue;
2993                 show_node(zone);
2994                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2995
2996                 for_each_online_cpu(cpu) {
2997                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2998
2999                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
3000
3001                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
3002                                cpu, pageset->pcp.high,
3003                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
3004                 }
3005         }
3006
3007         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
3008                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
3009                 " unevictable:%lu"
3010                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
3011                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
3012                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
3013                 " free_cma:%lu\n",
3014                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
3015                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
3016                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
3017                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
3018                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
3019                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
3020                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
3021                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
3022                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
3023                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
3024                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
3025                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
3026                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
3027                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
3028                 global_page_state(NR_SHMEM),
3029                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
3030                 global_page_state(NR_BOUNCE),
3031                 global_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
3032
3033         for_each_populated_zone(zone) {
3034                 int i;
3035
3036                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3037                         continue;
3038                 show_node(zone);
3039                 printk("%s"
3040                         " free:%lukB"
3041                         " min:%lukB"
3042                         " low:%lukB"
3043                         " high:%lukB"
3044                         " active_anon:%lukB"
3045                         " inactive_anon:%lukB"
3046                         " active_file:%lukB"
3047                         " inactive_file:%lukB"
3048                         " unevictable:%lukB"
3049                         " isolated(anon):%lukB"
3050                         " isolated(file):%lukB"
3051                         " present:%lukB"
3052                         " managed:%lukB"
3053                         " mlocked:%lukB"
3054                         " dirty:%lukB"
3055                         " writeback:%lukB"
3056                         " mapped:%lukB"
3057                         " shmem:%lukB"
3058                         " slab_reclaimable:%lukB"
3059                         " slab_unreclaimable:%lukB"
3060                         " kernel_stack:%lukB"
3061                         " pagetables:%lukB"
3062                         " unstable:%lukB"
3063                         " bounce:%lukB"
3064                         " free_cma:%lukB"
3065                         " writeback_tmp:%lukB"
3066                         " pages_scanned:%lu"
3067                         " all_unreclaimable? %s"
3068                         "\n",
3069                         zone->name,
3070                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
3071                         K(min_wmark_pages(zone)),
3072                         K(low_wmark_pages(zone)),
3073                         K(high_wmark_pages(zone)),
3074                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
3075                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
3076                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
3077                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
3078                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
3079                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
3080                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
3081                         K(zone->present_pages),
3082                         K(zone->managed_pages),
3083                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
3084                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
3085                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
3086                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
3087                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
3088                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
3089                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
3090                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
3091                                 THREAD_SIZE / 1024,
3092                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
3093                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
3094                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
3095                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)),
3096                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
3097                         zone->pages_scanned,
3098                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
3099                         );
3100                 printk("lowmem_reserve[]:");
3101                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3102                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
3103                 printk("\n");
3104         }
3105
3106         for_each_populated_zone(zone) {
3107                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
3108                 unsigned char types[MAX_ORDER];
3109
3110                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3111                         continue;
3112                 show_node(zone);
3113                 printk("%s: ", zone->name);
3114
3115                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3116                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3117                         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
3118                         int type;
3119
3120                         nr[order] = area->nr_free;
3121                         total += nr[order] << order;
3122
3123                         types[order] = 0;
3124                         for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
3125                                 if (!list_empty(&area->free_list[type]))
3126                                         types[order] |= 1 << type;
3127                         }
3128                 }
3129                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3130                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3131                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
3132                         if (nr[order])
3133                                 show_migration_types(types[order]);
3134                 }
3135                 printk("= %lukB\n", K(total));
3136         }
3137
3138         hugetlb_show_meminfo();
3139
3140         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
3141
3142         show_swap_cache_info();
3143 }
3144
3145 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
3146 {
3147         zoneref->zone = zone;
3148         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
3149 }
3150
3151 /*
3152  * Builds allocation fallback zone lists.
3153  *
3154  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
3155  */
3156 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
3157                                 int nr_zones)
3158 {
3159         struct zone *zone;
3160         enum zone_type zone_type = MAX_NR_ZONES;
3161
3162         do {
3163                 zone_type--;
3164                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
3165                 if (populated_zone(zone)) {
3166                         zoneref_set_zone(zone,
3167                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
3168                         check_highest_zone(zone_type);
3169                 }
3170         } while (zone_type);
3171
3172         return nr_zones;
3173 }
3174
3175
3176 /*
3177  *  zonelist_order:
3178  *  0 = automatic detection of better ordering.
3179  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
3180  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
3181  *
3182  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
3183  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
3184  */
3185 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
3186 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
3187 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
3188
3189 /* zonelist order in the kernel.
3190  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
3191  */
3192 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3193 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
3194
3195
3196 #ifdef CONFIG_NUMA
3197 /* The value user specified ....changed by config */
3198 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3199 /* string for sysctl */
3200 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
3201 char numa_zonelist_order[16] = "default";
3202
3203 /*
3204  * interface for configure zonelist ordering.
3205  * command line option "numa_zonelist_order"
3206  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
3207  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
3208  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
3209  */
3210
3211 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
3212 {
3213         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
3214                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3215         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
3216                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
3217         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
3218                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3219         } else {
3220                 printk(KERN_WARNING
3221                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
3222                         "%s\n", s);
3223                 return -EINVAL;
3224         }
3225         return 0;
3226 }
3227
3228 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
3229 {
3230         int ret;
3231
3232         if (!s)
3233                 return 0;
3234
3235         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
3236         if (ret == 0)
3237                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3238
3239         return ret;
3240 }
3241 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
3242
3243 /*
3244  * sysctl handler for numa_zonelist_order
3245  */
3246 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
3247                 void __user *buffer, size_t *length,
3248                 loff_t *ppos)
3249 {
3250         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
3251         int ret;
3252         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
3253
3254         mutex_lock(&zl_order_mutex);
3255         if (write) {
3256                 if (strlen((char *)table->data) >= NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN) {
3257                         ret = -EINVAL;
3258                         goto out;
3259                 }
3260                 strcpy(saved_string, (char *)table->data);
3261         }
3262         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
3263         if (ret)
3264                 goto out;
3265         if (write) {
3266                 int oldval = user_zonelist_order;
3267
3268                 ret = __parse_numa_zonelist_order((char *)table->data);
3269                 if (ret) {
3270                         /*
3271                          * bogus value.  restore saved string
3272                          */
3273                         strncpy((char *)table->data, saved_string,
3274                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3275                         user_zonelist_order = oldval;
3276                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
3277                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
3278                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
3279                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
3280                 }
3281         }
3282 out:
3283         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
3284         return ret;
3285 }
3286
3287
3288 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
3289 static int node_load[MAX_NUMNODES];
3290
3291 /**
3292  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
3293  * @node: node whose fallback list we're appending
3294  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
3295  *
3296  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
3297  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
3298  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
3299  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
3300  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
3301  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
3302  * on them otherwise.
3303  * It returns -1 if no node is found.
3304  */
3305 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
3306 {
3307         int n, val;
3308         int min_val = INT_MAX;
3309         int best_node = NUMA_NO_NODE;
3310         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
3311
3312         /* Use the local node if we haven't already */
3313         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
3314                 node_set(node, *used_node_mask);
3315                 return node;
3316         }
3317
3318         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
3319
3320                 /* Don't want a node to appear more than once */
3321                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
3322                         continue;
3323
3324                 /* Use the distance array to find the distance */
3325                 val = node_distance(node, n);
3326
3327                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
3328                 val += (n < node);
3329
3330                 /* Give preference to headless and unused nodes */
3331                 tmp = cpumask_of_node(n);
3332                 if (!cpumask_empty(tmp))
3333                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
3334
3335                 /* Slight preference for less loaded node */
3336                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
3337                 val += node_load[n];
3338
3339                 if (val < min_val) {
3340                         min_val = val;
3341                         best_node = n;
3342                 }
3343         }
3344
3345         if (best_node >= 0)
3346                 node_set(best_node, *used_node_mask);
3347
3348         return best_node;
3349 }
3350
3351
3352 /*
3353  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
3354  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
3355  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
3356  */
3357 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
3358 {
3359         int j;
3360         struct zonelist *zonelist;
3361
3362         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3363         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
3364                 ;
3365         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3366         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3367         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3368 }
3369
3370 /*
3371  * Build gfp_thisnode zonelists
3372  */
3373 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3374 {
3375         int j;
3376         struct zonelist *zonelist;
3377
3378         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
3379         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
3380         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3381         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3382 }
3383
3384 /*
3385  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
3386  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
3387  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
3388  * may still exist in local DMA zone.
3389  */
3390 static int node_order[MAX_NUMNODES];
3391
3392 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
3393 {
3394         int pos, j, node;
3395         int zone_type;          /* needs to be signed */
3396         struct zone *z;
3397         struct zonelist *zonelist;
3398
3399         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3400         pos = 0;
3401         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3402                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3403                         node = node_order[j];
3404                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3405                         if (populated_zone(z)) {
3406                                 zoneref_set_zone(z,
3407                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3408                                 check_highest_zone(zone_type);
3409                         }
3410                 }
3411         }
3412         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3413         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3414 }
3415
3416 static int default_zonelist_order(void)
3417 {
3418         int nid, zone_type;
3419         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3420         struct zone *z;
3421         int average_size;
3422         /*
3423          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3424          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3425          * into OOM very easily.
3426          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3427          */
3428         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3429         low_kmem_size = 0;
3430         total_size = 0;
3431         for_each_online_node(nid) {
3432                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3433                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3434                         if (populated_zone(z)) {
3435                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3436                                         low_kmem_size += z->managed_pages;
3437                                 total_size += z->managed_pages;
3438                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3439                                 /*
3440                                  * If any node has only lowmem, then node order
3441                                  * is preferred to allow kernel allocations
3442                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3443                                  * on other nodes when there is an abundance of
3444                                  * lowmem available to allocate from.
3445                                  */
3446                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3447                         }
3448                 }
3449         }
3450         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3451             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3452                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3453         /*
3454          * look into each node's config.
3455          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3456          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3457          */
3458         average_size = total_size /
3459                                 (nodes_weight(node_states[N_MEMORY]) + 1);
3460         for_each_online_node(nid) {
3461                 low_kmem_size = 0;
3462                 total_size = 0;
3463                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3464                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3465                         if (populated_zone(z)) {
3466                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3467                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3468                                 total_size += z->present_pages;
3469                         }
3470                 }
3471                 if (low_kmem_size &&
3472                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3473                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3474                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3475         }
3476         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3477 }
3478
3479 static void set_zonelist_order(void)
3480 {
3481         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3482                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3483         else
3484                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3485 }
3486
3487 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3488 {
3489         int j, node, load;
3490         enum zone_type i;
3491         nodemask_t used_mask;
3492         int local_node, prev_node;
3493         struct zonelist *zonelist;
3494         int order = current_zonelist_order;
3495
3496         /* initialize zonelists */
3497         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3498                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3499                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3500                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3501         }
3502
3503         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3504         local_node = pgdat->node_id;
3505         load = nr_online_nodes;
3506         prev_node = local_node;
3507         nodes_clear(used_mask);
3508
3509         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3510         j = 0;
3511
3512         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3513                 /*
3514                  * We don't want to pressure a particular node.
3515                  * So adding penalty to the first node in same
3516                  * distance group to make it round-robin.
3517                  */
3518                 if (node_distance(local_node, node) !=
3519                     node_distance(local_node, prev_node))
3520                         node_load[node] = load;
3521
3522                 prev_node = node;
3523                 load--;
3524                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3525                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3526                 else
3527                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3528         }
3529
3530         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3531                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3532                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3533         }
3534
3535         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3536 }
3537
3538 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3539 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3540 {
3541         struct zonelist *zonelist;
3542         struct zonelist_cache *zlc;
3543         struct zoneref *z;
3544
3545         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3546         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3547         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3548         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3549                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3550 }
3551
3552 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3553 /*
3554  * Return node id of node used for "local" allocations.
3555  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3556  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3557  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3558  */
3559 int local_memory_node(int node)
3560 {
3561         struct zone *zone;
3562
3563         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3564                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3565                                    NULL,
3566                                    &zone);
3567         return zone->node;
3568 }
3569 #endif
3570
3571 #else   /* CONFIG_NUMA */
3572
3573 static void set_zonelist_order(void)
3574 {
3575         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3576 }
3577
3578 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3579 {
3580         int node, local_node;
3581         enum zone_type j;
3582         struct zonelist *zonelist;
3583
3584         local_node = pgdat->node_id;
3585
3586         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3587         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
3588
3589         /*
3590          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3591          * of all the other nodes.
3592          * We don't want to pressure a particular node, so when
3593          * building the zones for node N, we make sure that the
3594          * zones coming right after the local ones are those from
3595          * node N+1 (modulo N)
3596          */
3597         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3598                 if (!node_online(node))
3599                         continue;
3600                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3601         }
3602         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3603                 if (!node_online(node))
3604                         continue;
3605                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3606         }
3607
3608         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3609         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3610 }
3611
3612 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3613 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3614 {
3615         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3616 }
3617
3618 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3619
3620 /*
3621  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3622  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3623  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3624  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3625  * with interrupts disabled.
3626  *
3627  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3628  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3629  * hotplugged processors.
3630  *
3631  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3632  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3633  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3634  */
3635 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3636 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3637 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3638
3639 /*
3640  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3641  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3642  */
3643 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3644
3645 /* return values int ....just for stop_machine() */
3646 static int __build_all_zonelists(void *data)
3647 {
3648         int nid;
3649         int cpu;
3650         pg_data_t *self = data;
3651
3652 #ifdef CONFIG_NUMA
3653         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3654 #endif
3655
3656         if (self && !node_online(self->node_id)) {
3657                 build_zonelists(self);
3658                 build_zonelist_cache(self);
3659         }
3660
3661         for_each_online_node(nid) {
3662                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3663
3664                 build_zonelists(pgdat);
3665                 build_zonelist_cache(pgdat);
3666         }
3667
3668         /*
3669          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3670          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3671          * each zone will be allocated later when the per cpu
3672          * allocator is available.
3673          *
3674          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3675          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3676          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3677          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3678          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3679          * (a chicken-egg dilemma).
3680          */
3681         for_each_possible_cpu(cpu) {
3682                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3683
3684 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3685                 /*
3686                  * We now know the "local memory node" for each node--
3687                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3688                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3689                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3690                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3691                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3692                  */
3693                 if (cpu_online(cpu))
3694                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3695 #endif
3696         }
3697
3698         return 0;
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Called with zonelists_mutex held always
3703  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3704  */
3705 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone)
3706 {
3707         set_zonelist_order();
3708
3709         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3710                 __build_all_zonelists(NULL);
3711                 mminit_verify_zonelist();
3712                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3713         } else {
3714 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3715                 if (zone)
3716                         setup_zone_pageset(zone);
3717 #endif
3718                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3719                    of zonelist */
3720                 stop_machine(__build_all_zonelists, pgdat, NULL);
3721                 /* cpuset refresh routine should be here */
3722         }
3723         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3724         /*
3725          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3726          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3727          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3728          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3729          * disabled and enable it later
3730          */
3731         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3732                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3733         else
3734                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3735
3736         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3737                 "Total pages: %ld\n",
3738                         nr_online_nodes,
3739                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3740                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3741                         vm_total_pages);
3742 #ifdef CONFIG_NUMA
3743         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3744 #endif
3745 }
3746
3747 /*
3748  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3749  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3750  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3751  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3752  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3753  * conservative, even though it seems large.
3754  *
3755  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3756  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3757  */
3758 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3759
3760 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3761 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3762 {
3763         unsigned long size = 1;
3764
3765         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3766
3767         while (size < pages)
3768                 size <<= 1;
3769
3770         /*
3771          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3772          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3773          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3774          */
3775         size = min(size, 4096UL);
3776
3777         return max(size, 4UL);
3778 }
3779 #else
3780 /*
3781  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3782  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3783  *
3784  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3785  *
3786  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3787  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3788  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3789  *
3790  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3791  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3792  *
3793  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3794  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3795  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3796  */
3797 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3798 {
3799         return 4096UL;
3800 }
3801 #endif
3802
3803 /*
3804  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3805  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3806  * hash function before the remainder is taken.
3807  */
3808 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3809 {
3810         return ffz(~size);
3811 }
3812
3813 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3814
3815 /*
3816  * Check if a pageblock contains reserved pages
3817  */
3818 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3819 {
3820         unsigned long pfn;
3821
3822         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3823                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3824                         return 1;
3825         }
3826         return 0;
3827 }
3828
3829 /*
3830  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3831  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3832  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3833  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3834  * blocks as reclaim kicks in
3835  */
3836 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3837 {
3838         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3839         struct page *page;
3840         unsigned long block_migratetype;
3841         int reserve;
3842
3843         /*
3844          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3845          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3846          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3847          * the block.
3848          */
3849         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3850         end_pfn = zone_end_pfn(zone);
3851         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3852         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3853                                                         pageblock_order;
3854
3855         /*
3856          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3857          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3858          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3859          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3860          * future allocation of hugepages at runtime.
3861          */
3862         reserve = min(2, reserve);
3863
3864         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3865                 if (!pfn_valid(pfn))
3866                         continue;
3867                 page = pfn_to_page(pfn);
3868
3869                 /* Watch out for overlapping nodes */
3870                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3871                         continue;
3872
3873                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3874
3875                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3876                 if (reserve > 0) {
3877                         /*
3878                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3879                          * them.
3880                          */
3881                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3882                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3883                                 continue;
3884
3885                         /* If this block is reserved, account for it */
3886                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3887                                 reserve--;
3888                                 continue;
3889                         }
3890
3891                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3892                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3893                                 set_pageblock_migratetype(page,
3894                                                         MIGRATE_RESERVE);
3895                                 move_freepages_block(zone, page,
3896                                                         MIGRATE_RESERVE);
3897                                 reserve--;
3898                                 continue;
3899                         }
3900                 }
3901
3902                 /*
3903                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3904                  * take it back
3905                  */
3906                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3907                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3908                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3909                 }
3910         }
3911 }
3912
3913 /*
3914  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3915  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3916  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3917  */
3918 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3919                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3920 {
3921         struct page *page;
3922         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3923         unsigned long pfn;
3924         struct zone *z;
3925
3926         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3927                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3928
3929         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3930         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3931                 /*
3932                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3933                  * handed to this function.  They do not
3934                  * exist on hotplugged memory.
3935                  */
3936                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3937                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3938                                 continue;
3939                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3940                                 continue;
3941                 }
3942                 page = pfn_to_page(pfn);
3943                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3944                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3945                 init_page_count(page);
3946                 page_mapcount_reset(page);
3947                 page_nid_reset_last(page);
3948                 SetPageReserved(page);
3949                 /*
3950                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3951                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3952                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3953                  * the address space during boot when many long-lived
3954                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3955                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3956                  * setup_zone_migrate_reserve()
3957                  *
3958                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3959                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3960                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3961                  * pfn out of zone.
3962                  */
3963                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3964                     && (pfn < zone_end_pfn(z))
3965                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3966                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3967
3968                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3969 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3970                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3971                 if (!is_highmem_idx(zone))
3972                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3973 #endif
3974         }
3975 }
3976
3977 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3978 {
3979         int order, t;
3980         for_each_migratetype_order(order, t) {
3981                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3982                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3983         }
3984 }
3985
3986 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3987 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3988         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3989 #endif
3990
3991 static int __meminit zone_batchsize(struct zone *zone)
3992 {
3993 #ifdef CONFIG_MMU
3994         int batch;
3995
3996         /*
3997          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3998          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3999          *
4000          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
4001          */
4002         batch = zone->managed_pages / 1024;
4003         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
4004                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
4005         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
4006         if (batch < 1)
4007                 batch = 1;
4008
4009         /*
4010          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
4011          * of 2 value was found to be more likely to have
4012          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
4013          *
4014          * For example if 2 tasks are alternately allocating
4015          * batches of pages, one task can end up with a lot
4016          * of pages of one half of the possible page colors
4017          * and the other with pages of the other colors.
4018          */
4019         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
4020
4021         return batch;
4022
4023 #else
4024         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
4025          * conditions.
4026          *
4027          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
4028          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
4029          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
4030          *
4031          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
4032          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
4033          * can be a significant delay between the individual batches being
4034          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
4035          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
4036          */
4037         return 0;
4038 #endif
4039 }
4040
4041 /*
4042  * pcp->high and pcp->batch values are related and dependent on one another:
4043  * ->batch must never be higher then ->high.
4044  * The following function updates them in a safe manner without read side
4045  * locking.
4046  *
4047  * Any new users of pcp->batch and pcp->high should ensure they can cope with
4048  * those fields changing asynchronously (acording the the above rule).
4049  *
4050  * mutex_is_locked(&pcp_batch_high_lock) required when calling this function
4051  * outside of boot time (or some other assurance that no concurrent updaters
4052  * exist).
4053  */
4054 static void pageset_update(struct per_cpu_pages *pcp, unsigned long high,
4055                 unsigned long batch)
4056 {
4057        /* start with a fail safe value for batch */
4058         pcp->batch = 1;
4059         smp_wmb();
4060
4061        /* Update high, then batch, in order */
4062         pcp->high = high;
4063         smp_wmb();
4064
4065         pcp->batch = batch;
4066 }
4067
4068 /* a companion to pageset_set_high() */
4069 static void pageset_set_batch(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4070 {
4071         pageset_update(&p->pcp, 6 * batch, max(1UL, 1 * batch));
4072 }
4073
4074 static void pageset_init(struct per_cpu_pageset *p)
4075 {
4076         struct per_cpu_pages *pcp;
4077         int migratetype;
4078
4079         memset(p, 0, sizeof(*p));
4080
4081         pcp = &p->pcp;
4082         pcp->count = 0;
4083         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
4084                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
4085 }
4086
4087 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4088 {
4089         pageset_init(p);
4090         pageset_set_batch(p, batch);
4091 }
4092
4093 /*
4094  * pageset_set_high() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
4095  * to the value high for the pageset p.
4096  */
4097 static void pageset_set_high(struct per_cpu_pageset *p,
4098                                 unsigned long high)
4099 {
4100         unsigned long batch = max(1UL, high / 4);
4101         if ((high / 4) > (PAGE_SHIFT * 8))
4102                 batch = PAGE_SHIFT * 8;
4103
4104         pageset_update(&p->pcp, high, batch);
4105 }
4106
4107 static void __meminit pageset_set_high_and_batch(struct zone *zone,
4108                 struct per_cpu_pageset *pcp)
4109 {
4110         if (percpu_pagelist_fraction)
4111                 pageset_set_high(pcp,
4112                         (zone->managed_pages /
4113                                 percpu_pagelist_fraction));
4114         else
4115                 pageset_set_batch(pcp, zone_batchsize(zone));
4116 }
4117
4118 static void __meminit zone_pageset_init(struct zone *zone, int cpu)
4119 {
4120         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
4121
4122         pageset_init(pcp);
4123         pageset_set_high_and_batch(zone, pcp);
4124 }
4125
4126 static void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
4127 {
4128         int cpu;
4129         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
4130         for_each_possible_cpu(cpu)
4131                 zone_pageset_init(zone, cpu);
4132 }
4133
4134 /*
4135  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
4136  * Before this call only boot pagesets were available.
4137  */
4138 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
4139 {
4140         struct zone *zone;
4141
4142         for_each_populated_zone(zone)
4143                 setup_zone_pageset(zone);
4144 }
4145
4146 static noinline __init_refok
4147 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
4148 {
4149         int i;
4150         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4151         size_t alloc_size;
4152
4153         /*
4154          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
4155          * per zone.
4156          */
4157         zone->wait_table_hash_nr_entries =
4158                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
4159         zone->wait_table_bits =
4160                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
4161         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
4162                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
4163
4164         if (!slab_is_available()) {
4165                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
4166                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
4167         } else {
4168                 /*
4169                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
4170                  * via memory hot-add.
4171                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
4172                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
4173                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
4174                  * node itself as well.
4175                  * To use this new node's memory, further consideration will be
4176                  * necessary.
4177                  */
4178                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
4179         }
4180         if (!zone->wait_table)
4181                 return -ENOMEM;
4182
4183         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
4184                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
4185
4186         return 0;
4187 }
4188
4189 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
4190 {
4191         /*
4192          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
4193          * relies on the ability of the linker to provide the
4194          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
4195          */
4196         zone->pageset = &boot_pageset;
4197
4198         if (zone->present_pages)
4199                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
4200                         zone->name, zone->present_pages,
4201                                          zone_batchsize(zone));
4202 }
4203
4204 int __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
4205                                         unsigned long zone_start_pfn,
4206                                         unsigned long size,
4207                                         enum memmap_context context)
4208 {
4209         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4210         int ret;
4211         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
4212         if (ret)
4213                 return ret;
4214         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
4215
4216         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
4217
4218         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
4219                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
4220                         pgdat->node_id,
4221                         (unsigned long)zone_idx(zone),
4222                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
4223
4224         zone_init_free_lists(zone);
4225
4226         return 0;
4227 }
4228
4229 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4230 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
4231 /*
4232  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
4233  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
4234  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
4235  * alternative
4236  */
4237 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4238 {
4239         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4240         int i, nid;
4241         /*
4242          * NOTE: The following SMP-unsafe globals are only used early in boot
4243          * when the kernel is running single-threaded.
4244          */
4245         static unsigned long __meminitdata last_start_pfn, last_end_pfn;
4246         static int __meminitdata last_nid;
4247
4248         if (last_start_pfn <= pfn && pfn < last_end_pfn)
4249                 return last_nid;
4250
4251         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
4252                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn) {
4253                         last_start_pfn = start_pfn;
4254                         last_end_pfn = end_pfn;
4255                         last_nid = nid;
4256                         return nid;
4257                 }
4258         /* This is a memory hole */
4259         return -1;
4260 }
4261 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
4262
4263 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4264 {
4265         int nid;
4266
4267         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4268         if (nid >= 0)
4269                 return nid;
4270         /* just returns 0 */
4271         return 0;
4272 }
4273
4274 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
4275 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
4276 {
4277         int nid;
4278
4279         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4280         if (nid >= 0 && nid != node)
4281                 return false;
4282         return true;
4283 }
4284 #endif
4285
4286 /**
4287  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
4288  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
4289  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
4290  *
4291  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4292  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4293  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
4294  */
4295 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
4296 {
4297         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4298         int i, this_nid;
4299
4300         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
4301                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
4302                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
4303
4304                 if (start_pfn < end_pfn)
4305                         free_bootmem_node(NODE_DATA(this_nid),
4306                                           PFN_PHYS(start_pfn),
4307                                           (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT);
4308         }
4309 }
4310
4311 /**
4312  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4313  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4314  *
4315  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4316  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4317  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4318  */
4319 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4320 {
4321         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4322         int i, this_nid;
4323
4324         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
4325                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
4326 }
4327
4328 /**
4329  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4330  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4331  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4332  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4333  *
4334  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4335  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4336  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4337  * PFNs will be 0.
4338  */
4339 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4340                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4341 {
4342         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
4343         int i;
4344
4345         *start_pfn = -1UL;
4346         *end_pfn = 0;
4347
4348         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
4349                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
4350                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
4351         }
4352
4353         if (*start_pfn == -1UL)
4354                 *start_pfn = 0;
4355 }
4356
4357 /*
4358  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4359  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4360  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4361  */
4362 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4363 {
4364         int zone_index;
4365         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4366                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4367                         continue;
4368
4369                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4370                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4371                         break;
4372         }
4373
4374         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4375         movable_zone = zone_index;
4376 }
4377
4378 /*
4379  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4380  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4381  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4382  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4383  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4384  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4385  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4386  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4387  */
4388 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4389                                         unsigned long zone_type,
4390                                         unsigned long node_start_pfn,
4391                                         unsigned long node_end_pfn,
4392                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4393                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4394 {
4395         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4396         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4397                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4398                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4399                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4400                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4401                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4402
4403                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4404                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4405                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4406                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4407
4408                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4409                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4410                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4411         }
4412 }
4413
4414 /*
4415  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4416  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4417  */
4418 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4419                                         unsigned long zone_type,
4420                                         unsigned long node_start_pfn,
4421                                         unsigned long node_end_pfn,
4422                                         unsigned long *ignored)
4423 {
4424         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4425
4426         /* Get the start and end of the zone */
4427         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4428         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4429         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4430                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4431                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4432
4433         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4434         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4435                 return 0;
4436
4437         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4438         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4439         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4440
4441         /* Return the spanned pages */
4442         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4443 }
4444
4445 /*
4446  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4447  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4448  */
4449 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4450                                 unsigned long range_start_pfn,
4451                                 unsigned long range_end_pfn)
4452 {
4453         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
4454         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4455         int i;
4456
4457         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4458                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4459                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4460                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
4461         }
4462         return nr_absent;
4463 }
4464
4465 /**
4466  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4467  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4468  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4469  *
4470  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4471  */
4472 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4473                                                         unsigned long end_pfn)
4474 {
4475         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4476 }
4477
4478 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4479 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4480                                         unsigned long zone_type,
4481                                         unsigned long node_start_pfn,
4482                                         unsigned long node_end_pfn,
4483                                         unsigned long *ignored)
4484 {
4485         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4486         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4487         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4488
4489         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
4490         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
4491
4492         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4493                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4494                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4495         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4496 }
4497
4498 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4499 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4500                                         unsigned long zone_type,
4501                                         unsigned long node_start_pfn,
4502                                         unsigned long node_end_pfn,
4503                                         unsigned long *zones_size)
4504 {
4505         return zones_size[zone_type];
4506 }
4507
4508 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4509                                                 unsigned long zone_type,
4510                                                 unsigned long node_start_pfn,
4511                                                 unsigned long node_end_pfn,
4512                                                 unsigned long *zholes_size)
4513 {
4514         if (!zholes_size)
4515                 return 0;
4516
4517         return zholes_size[zone_type];
4518 }
4519
4520 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4521
4522 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4523                                                 unsigned long node_start_pfn,
4524                                                 unsigned long node_end_pfn,
4525                                                 unsigned long *zones_size,
4526                                                 unsigned long *zholes_size)
4527 {
4528         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4529         enum zone_type i;
4530
4531         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4532                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4533                                                          node_start_pfn,
4534                                                          node_end_pfn,
4535                                                          zones_size);
4536         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4537
4538         realtotalpages = totalpages;
4539         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4540                 realtotalpages -=
4541                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4542                                                   node_start_pfn, node_end_pfn,
4543                                                   zholes_size);
4544         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4545         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4546                                                         realtotalpages);
4547 }
4548
4549 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4550 /*
4551  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4552  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4553  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4554  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4555  * bytes.
4556  */
4557 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
4558 {
4559         unsigned long usemapsize;
4560
4561         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
4562         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4563         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4564         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4565         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4566
4567         return usemapsize / 8;
4568 }
4569
4570 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4571                                 struct zone *zone,
4572                                 unsigned long zone_start_pfn,
4573                                 unsigned long zonesize)
4574 {
4575         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
4576         zone->pageblock_flags = NULL;
4577         if (usemapsize)
4578                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4579                                                                    usemapsize);
4580 }
4581 #else
4582 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
4583                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
4584 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4585
4586 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4587
4588 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4589 void __init set_pageblock_order(void)
4590 {
4591         unsigned int order;
4592
4593         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4594         if (pageblock_order)
4595                 return;
4596
4597         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4598                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4599         else
4600                 order = MAX_ORDER - 1;
4601
4602         /*
4603          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4604          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4605          * powerpc.
4606          */
4607         pageblock_order = order;
4608 }
4609 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4610
4611 /*
4612  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4613  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4614  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4615  * the kernel config
4616  */
4617 void __init set_pageblock_order(void)
4618 {
4619 }
4620
4621 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4622
4623 static unsigned long __paginginit calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
4624                                                    unsigned long present_pages)
4625 {
4626         unsigned long pages = spanned_pages;
4627
4628         /*
4629          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
4630          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
4631          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
4632          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
4633          * populated regions may not naturally algined on page boundary.
4634          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
4635          */
4636         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
4637             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
4638                 pages = present_pages;
4639
4640         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4641 }
4642
4643 /*
4644  * Set up the zone data structures:
4645  *   - mark all pages reserved
4646  *   - mark all memory queues empty
4647  *   - clear the memory bitmaps
4648  *
4649  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
4650  */
4651 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4652                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long node_end_pfn,
4653                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4654 {
4655         enum zone_type j;
4656         int nid = pgdat->node_id;
4657         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4658         int ret;
4659
4660         pgdat_resize_init(pgdat);
4661 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4662         spin_lock_init(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
4663         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
4664         pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies;
4665 #endif
4666         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4667         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
4668         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4669
4670         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4671                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4672                 unsigned long size, realsize, freesize, memmap_pages;
4673
4674                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, node_start_pfn,
4675                                                   node_end_pfn, zones_size);
4676                 realsize = freesize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4677                                                                 node_start_pfn,
4678                                                                 node_end_pfn,
4679                                                                 zholes_size);
4680
4681                 /*
4682                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
4683                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4684                  * and per-cpu initialisations
4685                  */
4686                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, realsize);
4687                 if (freesize >= memmap_pages) {
4688                         freesize -= memmap_pages;
4689                         if (memmap_pages)
4690                                 printk(KERN_DEBUG
4691                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4692                                        zone_names[j], memmap_pages);
4693                 } else
4694                         printk(KERN_WARNING
4695                                 "  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
4696                                 zone_names[j], memmap_pages, freesize);
4697
4698                 /* Account for reserved pages */
4699                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
4700                         freesize -= dma_reserve;
4701                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4702                                         zone_names[0], dma_reserve);
4703                 }
4704
4705                 if (!is_highmem_idx(j))
4706                         nr_kernel_pages += freesize;
4707                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
4708                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
4709                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
4710                 nr_all_pages += freesize;
4711
4712                 zone->spanned_pages = size;
4713                 zone->present_pages = realsize;
4714                 /*
4715                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
4716                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
4717                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
4718                  */
4719                 zone->managed_pages = is_highmem_idx(j) ? realsize : freesize;
4720 #ifdef CONFIG_NUMA
4721                 zone->node = nid;
4722                 zone->min_unmapped_pages = (freesize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4723                                                 / 100;
4724                 zone->min_slab_pages = (freesize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4725 #endif
4726                 zone->name = zone_names[j];
4727                 spin_lock_init(&zone->lock);
4728                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4729                 zone_seqlock_init(zone);
4730                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4731
4732                 zone_pcp_init(zone);
4733                 lruvec_init(&zone->lruvec);
4734                 if (!size)
4735                         continue;
4736
4737                 set_pageblock_order();
4738                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
4739                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4740                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4741                 BUG_ON(ret);
4742                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4743                 zone_start_pfn += size;
4744         }
4745 }
4746
4747 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4748 {
4749         /* Skip empty nodes */
4750         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4751                 return;
4752
4753 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4754         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4755         if (!pgdat->node_mem_map) {
4756                 unsigned long size, start, end;
4757                 struct page *map;
4758
4759                 /*
4760                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4761                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4762                  * for the buddy allocator to function correctly.
4763                  */
4764                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4765                 end = pgdat_end_pfn(pgdat);
4766                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4767                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4768                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4769                 if (!map)
4770                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4771                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4772         }
4773 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4774         /*
4775          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4776          */
4777         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4778                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4779 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4780                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4781                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4782 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4783         }
4784 #endif
4785 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4786 }
4787
4788 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4789                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4790 {
4791         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4792         unsigned long start_pfn = 0;
4793         unsigned long end_pfn = 0;
4794
4795         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
4796         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->classzone_idx);
4797
4798         pgdat->node_id = nid;
4799         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4800         init_zone_allows_reclaim(nid);
4801 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4802         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
4803 #endif
4804         calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn,
4805                                   zones_size, zholes_size);
4806
4807         alloc_node_mem_map(pgdat);
4808 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4809         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4810                 nid, (unsigned long)pgdat,
4811                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4812 #endif
4813
4814         free_area_init_core(pgdat, start_pfn, end_pfn,
4815                             zones_size, zholes_size);
4816 }
4817
4818 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4819
4820 #if MAX_NUMNODES > 1
4821 /*
4822  * Figure out the number of possible node ids.
4823  */
4824 void __init setup_nr_node_ids(void)
4825 {
4826         unsigned int node;
4827         unsigned int highest = 0;
4828
4829         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4830                 highest = node;
4831         nr_node_ids = highest + 1;
4832 }
4833 #endif
4834
4835 /**
4836  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4837  *
4838  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4839  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4840  * all the nodes.
4841  *
4842  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4843  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4844  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4845  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4846  *
4847  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4848  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4849  * populated node map.
4850  *
4851  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4852  * requirement (single node).
4853  */
4854 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4855 {
4856         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4857         unsigned long start, end, mask;
4858         int last_nid = -1;
4859         int i, nid;
4860
4861         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
4862                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4863                         last_nid = nid;
4864                         last_end = end;
4865                         continue;
4866                 }
4867
4868                 /*
4869                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4870                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4871                  * too coarse to separate the current node from the last.
4872                  */
4873                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4874                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4875                         mask <<= 1;
4876
4877                 /* accumulate all internode masks */
4878                 accl_mask |= mask;
4879         }
4880
4881         /* convert mask to number of pages */
4882         return ~accl_mask + 1;
4883 }
4884
4885 /* Find the lowest pfn for a node */
4886 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4887 {
4888         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4889         unsigned long start_pfn;
4890         int i;
4891
4892         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
4893                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
4894
4895         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4896                 printk(KERN_WARNING
4897                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4898                 return 0;
4899         }
4900
4901         return min_pfn;
4902 }
4903
4904 /**
4905  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4906  *
4907  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4908  * add_active_range().
4909  */
4910 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4911 {
4912         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4913 }
4914
4915 /*
4916  * early_calculate_totalpages()
4917  * Sum pages in active regions for movable zone.
4918  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
4919  */
4920 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4921 {
4922         unsigned long totalpages = 0;
4923         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4924         int i, nid;
4925
4926         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
4927                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
4928
4929                 totalpages += pages;
4930                 if (pages)
4931                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
4932         }
4933         return totalpages;
4934 }
4935
4936 /*
4937  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4938  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4939  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4940  * others
4941  */
4942 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
4943 {
4944         int i, nid;
4945         unsigned long usable_startpfn;
4946         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4947         /* save the state before borrow the nodemask */
4948         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
4949         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4950         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
4951
4952         /*
4953          * If movablecore was specified, calculate what size of
4954          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4955          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4956          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4957          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4958          * what movablecore would have allowed.
4959          */
4960         if (required_movablecore) {
4961                 unsigned long corepages;
4962
4963                 /*
4964                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4965                  * was requested by the user
4966                  */
4967                 required_movablecore =
4968                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4969                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4970
4971                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4972         }
4973
4974         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4975         if (!required_kernelcore)
4976                 goto out;
4977
4978         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4979         find_usable_zone_for_movable();
4980         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4981
4982 restart:
4983         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4984         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4985         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4986                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
4987
4988                 /*
4989                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4990                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4991                  * amount of memory for the kernel
4992                  */
4993                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4994                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4995
4996                 /*
4997                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4998                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4999                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
5000                  */
5001                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
5002
5003                 /* Go through each range of PFNs within this node */
5004                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
5005                         unsigned long size_pages;
5006
5007                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
5008                         if (start_pfn >= end_pfn)
5009                                 continue;
5010
5011                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
5012                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
5013                                 unsigned long kernel_pages;
5014                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
5015                                                                 - start_pfn;
5016
5017                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
5018                                                         kernelcore_remaining);
5019                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
5020                                                         required_kernelcore);
5021
5022                                 /* Continue if range is now fully accounted */
5023                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
5024
5025                                         /*
5026                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
5027                                          * that if we have to rebalance
5028                                          * kernelcore across nodes, we will
5029                                          * not double account here
5030                                          */
5031                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
5032                                         continue;
5033                                 }
5034                                 start_pfn = usable_startpfn;
5035                         }
5036
5037                         /*
5038                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
5039                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
5040                          * number of pages used as kernelcore
5041                          */
5042                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
5043                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
5044                                 size_pages = kernelcore_remaining;
5045                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
5046
5047                         /*
5048                          * Some kernelcore has been met, update counts and
5049                          * break if the kernelcore for this node has been
5050                          * satisified
5051                          */
5052                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
5053                                                                 size_pages);
5054                         kernelcore_remaining -= size_pages;
5055                         if (!kernelcore_remaining)
5056                                 break;
5057                 }
5058         }
5059
5060         /*
5061          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
5062          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
5063          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
5064          * satisified
5065          */
5066         usable_nodes--;
5067         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
5068                 goto restart;
5069
5070         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
5071         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
5072                 zone_movable_pfn[nid] =
5073                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
5074
5075 out:
5076         /* restore the node_state */
5077         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
5078 }
5079
5080 /* Any regular or high memory on that node ? */
5081 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
5082 {
5083         enum zone_type zone_type;
5084
5085         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
5086                 return;
5087
5088         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
5089                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5090                 if (zone->present_pages) {
5091                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5092                         if (N_NORMAL_MEMORY != N_HIGH_MEMORY &&
5093                             zone_type <= ZONE_NORMAL)
5094                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
5095                         break;
5096                 }
5097         }
5098 }
5099
5100 /**
5101  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5102  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5103  *
5104  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5105  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
5106  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5107  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5108  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5109  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5110  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5111  * at arch_max_dma_pfn.
5112  */
5113 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5114 {
5115         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5116         int i, nid;
5117
5118         /* Record where the zone boundaries are */
5119         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5120                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5121         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5122                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5123         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5124         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5125         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5126                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5127                         continue;
5128                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5129                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5130                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5131                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5132         }
5133         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5134         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5135
5136         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5137         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5138         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
5139
5140         /* Print out the zone ranges */
5141         printk("Zone ranges:\n");
5142         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5143                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5144                         continue;
5145                 printk(KERN_CONT "  %-8s ", zone_names[i]);
5146                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5147                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5148                         printk(KERN_CONT "empty\n");
5149                 else
5150                         printk(KERN_CONT "[mem %0#10lx-%0#10lx]\n",
5151                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] << PAGE_SHIFT,
5152                                 (arch_zone_highest_possible_pfn[i]
5153                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
5154         }
5155
5156         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5157         printk("Movable zone start for each node\n");
5158         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5159                 if (zone_movable_pfn[i])
5160                         printk("  Node %d: %#010lx\n", i,
5161                                zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
5162         }
5163
5164         /* Print out the early node map */
5165         printk("Early memory node ranges\n");
5166         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
5167                 printk("  node %3d: [mem %#010lx-%#010lx]\n", nid,
5168                        start_pfn << PAGE_SHIFT, (end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5169
5170         /* Initialise every node */
5171         mminit_verify_pageflags_layout();
5172         setup_nr_node_ids();
5173         for_each_online_node(nid) {
5174                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5175                 free_area_init_node(nid, NULL,
5176                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5177
5178                 /* Any memory on that node */
5179                 if (pgdat->node_present_pages)
5180                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5181                 check_for_memory(pgdat, nid);
5182         }
5183 }
5184
5185 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5186 {
5187         unsigned long long coremem;
5188         if (!p)
5189                 return -EINVAL;
5190
5191         coremem = memparse(p, &p);
5192         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5193
5194         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5195         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5196
5197         return 0;
5198 }
5199
5200 /*
5201  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5202  * cannot be reclaimed or migrated.
5203  */
5204 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5205 {
5206         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5207 }
5208
5209 /*
5210  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5211  * can be reclaimed or migrated.
5212  */
5213 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5214 {
5215         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5216 }
5217
5218 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5219 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5220
5221 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5222
5223 void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count)
5224 {
5225         spin_lock(&managed_page_count_lock);
5226         page_zone(page)->managed_pages += count;
5227         totalram_pages += count;
5228 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
5229         if (PageHighMem(page))
5230                 totalhigh_pages += count;
5231 #endif
5232         spin_unlock(&managed_page_count_lock);
5233 }
5234 EXPORT_SYMBOL(adjust_managed_page_count);
5235
5236 unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end, int poison, char *s)
5237 {
5238         void *pos;
5239         unsigned long pages = 0;
5240
5241         start = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start);
5242         end = (void *)((unsigned long)end & PAGE_MASK);
5243         for (pos = start; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
5244                 if ((unsigned int)poison <= 0xFF)
5245                         memset(pos, poison, PAGE_SIZE);
5246                 free_reserved_page(virt_to_page(pos));
5247         }
5248
5249         if (pages && s)
5250                 pr_info("Freeing %s memory: %ldK (%p - %p)\n",
5251                         s, pages << (PAGE_SHIFT - 10), start, end);
5252
5253         return pages;
5254 }
5255 EXPORT_SYMBOL(free_reserved_area);
5256
5257 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5258 void free_highmem_page(struct page *page)
5259 {
5260         __free_reserved_page(page);
5261         totalram_pages++;
5262         page_zone(page)->managed_pages++;
5263         totalhigh_pages++;
5264 }
5265 #endif
5266
5267
5268 void __init mem_init_print_info(const char *str)
5269 {
5270         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
5271         unsigned long init_code_size, init_data_size;
5272
5273         physpages = get_num_physpages();
5274         codesize = _etext - _stext;
5275         datasize = _edata - _sdata;
5276         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
5277         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
5278         init_data_size = __init_end - __init_begin;
5279         init_code_size = _einittext - _sinittext;
5280
5281         /*
5282          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
5283          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
5284          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
5285          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
5286          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
5287          */
5288 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
5289         if (start <= pos && pos < end && size > adj) \
5290                 size -= adj;
5291
5292         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
5293                      _sinittext, init_code_size);
5294         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
5295         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
5296         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
5297         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
5298
5299 #undef  adj_init_size
5300
5301         printk("Memory: %luK/%luK available "
5302                "(%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, "
5303                "%luK init, %luK bss, %luK reserved"
5304 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5305                ", %luK highmem"
5306 #endif
5307                "%s%s)\n",
5308                nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10), physpages << (PAGE_SHIFT-10),
5309                codesize >> 10, datasize >> 10, rosize >> 10,
5310                (init_data_size + init_code_size) >> 10, bss_size >> 10,
5311                (physpages - totalram_pages) << (PAGE_SHIFT-10),
5312 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5313                totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10),
5314 #endif
5315                str ? ", " : "", str ? str : "");
5316 }
5317
5318 /**
5319  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5320  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5321  *
5322  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5323  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5324  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5325  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5326  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5327  * smaller per-cpu batchsize.
5328  */
5329 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5330 {
5331         dma_reserve = new_dma_reserve;
5332 }
5333
5334 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5335 {
5336         free_area_init_node(0, zones_size,
5337                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5338 }
5339
5340 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5341                                  unsigned long action, void *hcpu)
5342 {
5343         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5344
5345         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5346                 lru_add_drain_cpu(cpu);
5347                 drain_pages(cpu);
5348
5349                 /*
5350                  * Spill the event counters of the dead processor
5351                  * into the current processors event counters.
5352                  * This artificially elevates the count of the current
5353                  * processor.
5354                  */
5355                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5356
5357                 /*
5358                  * Zero the differential counters of the dead processor
5359                  * so that the vm statistics are consistent.
5360                  *
5361                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5362                  * race with what we are doing.
5363                  */
5364                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5365         }
5366         return NOTIFY_OK;
5367 }
5368
5369 void __init page_alloc_init(void)
5370 {
5371         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5372 }
5373
5374 /*
5375  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5376  *      or min_free_kbytes changes.
5377  */
5378 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5379 {
5380         struct pglist_data *pgdat;
5381         unsigned long reserve_pages = 0;
5382         enum zone_type i, j;
5383
5384         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5385                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5386                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5387                         unsigned long max = 0;
5388
5389                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5390                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5391                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5392                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5393                         }
5394
5395                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5396                         max += high_wmark_pages(zone);
5397
5398                         if (max > zone->managed_pages)
5399                                 max = zone->managed_pages;
5400                         reserve_pages += max;
5401                         /*
5402                          * Lowmem reserves are not available to
5403                          * GFP_HIGHUSER page cache allocations and
5404                          * kswapd tries to balance zones to their high
5405                          * watermark.  As a result, neither should be
5406                          * regarded as dirtyable memory, to prevent a
5407                          * situation where reclaim has to clean pages
5408                          * in order to balance the zones.
5409                          */
5410                         zone->dirty_balance_reserve = max;
5411                 }
5412         }
5413         dirty_balance_reserve = reserve_pages;
5414         totalreserve_pages = reserve_pages;
5415 }
5416
5417 /*
5418  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5419  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5420  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5421  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5422  */
5423 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5424 {
5425         struct pglist_data *pgdat;
5426         enum zone_type j, idx;
5427
5428         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5429                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5430                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5431                         unsigned long managed_pages = zone->managed_pages;
5432
5433                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5434
5435                         idx = j;
5436                         while (idx) {
5437                                 struct zone *lower_zone;
5438
5439                                 idx--;
5440
5441                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5442                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5443
5444                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5445                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = managed_pages /
5446                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5447                                 managed_pages += lower_zone->managed_pages;
5448                         }
5449                 }
5450         }
5451
5452         /* update totalreserve_pages */
5453         calculate_totalreserve_pages();
5454 }
5455
5456 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
5457 {
5458         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5459         unsigned long lowmem_pages = 0;
5460         struct zone *zone;
5461         unsigned long flags;
5462
5463         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5464         for_each_zone(zone) {
5465                 if (!is_highmem(zone))
5466                         lowmem_pages += zone->managed_pages;
5467         }
5468
5469         for_each_zone(zone) {
5470                 u64 tmp;
5471
5472                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5473                 tmp = (u64)pages_min * zone->managed_pages;
5474                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5475                 if (is_highmem(zone)) {
5476                         /*
5477                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5478                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5479                          * value here.
5480                          *
5481                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5482                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5483                          * not be capped for highmem.
5484                          */
5485                         unsigned long min_pages;
5486
5487                         min_pages = zone->managed_pages / 1024;
5488                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
5489                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5490                 } else {
5491                         /*
5492                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5493                          * proportionate to the zone's size.
5494                          */
5495                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5496                 }
5497
5498                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5499                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5500
5501                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5502                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5503         }
5504
5505         /* update totalreserve_pages */
5506         calculate_totalreserve_pages();
5507 }
5508
5509 /**
5510  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5511  * or when memory is hot-{added|removed}
5512  *
5513  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5514  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5515  */
5516 void setup_per_zone_wmarks(void)
5517 {
5518         mutex_lock(&zonelists_mutex);
5519         __setup_per_zone_wmarks();
5520         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
5521 }
5522
5523 /*
5524  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5525  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5526  * to be referenced again before it is swapped out.
5527  *
5528  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5529  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5530  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5531  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5532  *
5533  * total     target    max
5534  * memory    ratio     inactive anon
5535  * -------------------------------------
5536  *   10MB       1         5MB
5537  *  100MB       1        50MB
5538  *    1GB       3       250MB
5539  *   10GB      10       0.9GB
5540  *  100GB      31         3GB
5541  *    1TB     101        10GB
5542  *   10TB     320        32GB
5543  */
5544 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5545 {
5546         unsigned int gb, ratio;
5547
5548         /* Zone size in gigabytes */
5549         gb = zone->managed_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5550         if (gb)
5551                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5552         else
5553                 ratio = 1;
5554
5555         zone->inactive_ratio = ratio;
5556 }
5557
5558 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5559 {
5560         struct zone *zone;
5561
5562         for_each_zone(zone)
5563                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5564 }
5565
5566 /*
5567  * Initialise min_free_kbytes.
5568  *
5569  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5570  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5571  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5572  *
5573  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5574  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5575  *
5576  * which yields
5577  *
5578  * 16MB:        512k
5579  * 32MB:        724k
5580  * 64MB:        1024k
5581  * 128MB:       1448k
5582  * 256MB:       2048k
5583  * 512MB:       2896k
5584  * 1024MB:      4096k
5585  * 2048MB:      5792k
5586  * 4096MB:      8192k
5587  * 8192MB:      11584k
5588  * 16384MB:     16384k
5589  */
5590 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5591 {
5592         unsigned long lowmem_kbytes;
5593         int new_min_free_kbytes;
5594
5595         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5596         new_min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5597
5598         if (new_min_free_kbytes > user_min_free_kbytes) {
5599                 min_free_kbytes = new_min_free_kbytes;
5600                 if (min_free_kbytes < 128)
5601                         min_free_kbytes = 128;
5602                 if (min_free_kbytes > 65536)
5603                         min_free_kbytes = 65536;
5604         } else {
5605                 pr_warn("min_free_kbytes is not updated to %d because user defined value %d is preferred\n",
5606                                 new_min_free_kbytes, user_min_free_kbytes);
5607         }
5608         setup_per_zone_wmarks();
5609         refresh_zone_stat_thresholds();
5610         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5611         setup_per_zone_inactive_ratio();
5612         return 0;
5613 }
5614 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5615
5616 /*
5617  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5618  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5619  *      changes.
5620  */
5621 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5622         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5623 {
5624         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5625         if (write) {
5626                 user_min_free_kbytes = min_free_kbytes;
5627                 setup_per_zone_wmarks();
5628         }
5629         return 0;
5630 }
5631
5632 #ifdef CONFIG_NUMA
5633 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5634         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5635 {
5636         struct zone *zone;
5637         int rc;
5638
5639         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5640         if (rc)
5641                 return rc;
5642
5643         for_each_zone(zone)
5644                 zone->min_unmapped_pages = (zone->managed_pages *
5645                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5646         return 0;
5647 }
5648
5649 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5650         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5651 {
5652         struct zone *zone;
5653         int rc;
5654
5655         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5656         if (rc)
5657                 return rc;
5658
5659         for_each_zone(zone)
5660                 zone->min_slab_pages = (zone->managed_pages *
5661                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5662         return 0;
5663 }
5664 #endif
5665
5666 /*
5667  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5668  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5669  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5670  *
5671  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5672  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5673  * if in function of the boot time zone sizes.
5674  */
5675 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5676         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5677 {
5678         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5679         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5680         return 0;
5681 }
5682
5683 /*
5684  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5685  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5686  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5687  */
5688 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5689         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5690 {
5691         struct zone *zone;
5692         unsigned int cpu;
5693         int ret;
5694
5695         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5696         if (!write || (ret < 0))
5697                 return ret;
5698
5699         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
5700         for_each_populated_zone(zone) {
5701                 unsigned long  high;
5702                 high = zone->managed_pages / percpu_pagelist_fraction;
5703                 for_each_possible_cpu(cpu)
5704                         pageset_set_high(per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu),
5705                                          high);
5706         }
5707         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
5708         return 0;
5709 }
5710
5711 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5712
5713 #ifdef CONFIG_NUMA
5714 static int __init set_hashdist(char *str)
5715 {
5716         if (!str)
5717                 return 0;
5718         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5719         return 1;
5720 }
5721 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5722 #endif
5723
5724 /*
5725  * allocate a large system hash table from bootmem
5726  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5727  *   quantity of entries
5728  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5729  */
5730 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5731                                      unsigned long bucketsize,
5732                                      unsigned long numentries,
5733                                      int scale,
5734                                      int flags,
5735                                      unsigned int *_hash_shift,
5736                                      unsigned int *_hash_mask,
5737                                      unsigned long low_limit,
5738                                      unsigned long high_limit)
5739 {
5740         unsigned long long max = high_limit;
5741         unsigned long log2qty, size;
5742         void *table = NULL;
5743
5744         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5745         if (!numentries) {
5746                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5747                 numentries = nr_kernel_pages;
5748                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5749                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5750                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5751
5752                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5753                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5754                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5755                 else
5756                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5757
5758                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5759                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5760                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5761                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5762                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5763                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5764                                 BUG_ON(!numentries);
5765                         }
5766                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5767                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5768         }
5769         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5770
5771         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5772         if (max == 0) {
5773                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5774                 do_div(max, bucketsize);
5775         }
5776         max = min(max, 0x80000000ULL);
5777
5778         if (numentries < low_limit)
5779                 numentries = low_limit;
5780         if (numentries > max)
5781                 numentries = max;
5782
5783         log2qty = ilog2(numentries);
5784
5785         do {
5786                 size = bucketsize << log2qty;
5787                 if (flags & HASH_EARLY)
5788                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5789                 else if (hashdist)
5790                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5791                 else {
5792                         /*
5793                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5794                          * some pages at the end of hash table which
5795                          * alloc_pages_exact() automatically does
5796                          */
5797                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5798                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5799                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5800                         }
5801                 }
5802         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5803
5804         if (!table)
5805                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5806
5807         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5808                tablename,
5809                (1UL << log2qty),
5810                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5811                size);
5812
5813         if (_hash_shift)
5814                 *_hash_shift = log2qty;
5815         if (_hash_mask)
5816                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5817
5818         return table;
5819 }
5820
5821 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5822 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5823                                                         unsigned long pfn)
5824 {
5825 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5826         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5827 #else
5828         return zone->pageblock_flags;
5829 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5830 }
5831
5832 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5833 {
5834 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5835         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5836         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5837 #else
5838         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5839         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5840 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5841 }
5842
5843 /**
5844  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5845  * @page: The page within the block of interest
5846  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5847  * @end_bitidx: The last bit of interest
5848  * returns pageblock_bits flags
5849  */
5850 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5851                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5852 {
5853         struct zone *zone;
5854         unsigned long *bitmap;
5855         unsigned long pfn, bitidx;
5856         unsigned long flags = 0;
5857         unsigned long value = 1;
5858
5859         zone = page_zone(page);
5860         pfn = page_to_pfn(page);
5861         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5862         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5863
5864         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5865                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5866                         flags |= value;
5867
5868         return flags;
5869 }
5870
5871 /**
5872  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5873  * @page: The page within the block of interest
5874  * @start_bitidx: The first bit of interest
5875  * @end_bitidx: The last bit of interest
5876  * @flags: The flags to set
5877  */
5878 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5879                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5880 {
5881         struct zone *zone;
5882         unsigned long *bitmap;
5883         unsigned long pfn, bitidx;
5884         unsigned long value = 1;
5885
5886         zone = page_zone(page);
5887         pfn = page_to_pfn(page);
5888         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5889         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5890         VM_BUG_ON(!zone_spans_pfn(zone, pfn));
5891
5892         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5893                 if (flags & value)
5894                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5895                 else
5896                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5897 }
5898
5899 /*
5900  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
5901  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
5902  *
5903  * PageLRU check wihtout isolation or lru_lock could race so that
5904  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. It means you can't
5905  * expect this function should be exact.
5906  */
5907 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
5908                          bool skip_hwpoisoned_pages)
5909 {
5910         unsigned long pfn, iter, found;
5911         int mt;
5912
5913         /*
5914          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5915          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains unmovable pages
5916          */
5917         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5918                 return false;
5919         mt = get_pageblock_migratetype(page);
5920         if (mt == MIGRATE_MOVABLE || is_migrate_cma(mt))
5921                 return false;
5922
5923         pfn = page_to_pfn(page);
5924         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5925                 unsigned long check = pfn + iter;
5926
5927                 if (!pfn_valid_within(check))
5928                         continue;
5929
5930                 page = pfn_to_page(check);
5931                 /*
5932                  * We can't use page_count without pin a page
5933                  * because another CPU can free compound page.
5934                  * This check already skips compound tails of THP
5935                  * because their page->_count is zero at all time.
5936                  */
5937                 if (!atomic_read(&page->_count)) {
5938                         if (PageBuddy(page))
5939                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5940                         continue;
5941                 }
5942
5943                 /*
5944                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
5945                  * page_count() is not 0.
5946                  */
5947                 if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page))
5948                         continue;
5949
5950                 if (!PageLRU(page))
5951                         found++;
5952                 /*
5953                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5954                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5955                  * and it still to be fixed.
5956                  */
5957                 /*
5958                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5959                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5960                  *
5961                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5962                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5963                  * page at boot.
5964                  */
5965                 if (found > count)
5966                         return true;
5967         }
5968         return false;
5969 }
5970
5971 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5972 {
5973         struct zone *zone;
5974         unsigned long pfn;
5975
5976         /*
5977          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5978          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5979          * the zone but still within the section.
5980          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
5981          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
5982          */
5983         if (!node_online(page_to_nid(page)))
5984                 return false;
5985
5986         zone = page_zone(page);
5987         pfn = page_to_pfn(page);
5988         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
5989                 return false;
5990
5991         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, true);
5992 }
5993
5994 #ifdef CONFIG_CMA
5995
5996 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
5997 {
5998         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
5999                              pageblock_nr_pages) - 1);
6000 }
6001
6002 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
6003 {
6004         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
6005                                 pageblock_nr_pages));
6006 }
6007
6008 /* [start, end) must belong to a single zone. */
6009 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
6010                                         unsigned long start, unsigned long end)
6011 {
6012         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
6013         unsigned long nr_reclaimed;
6014         unsigned long pfn = start;
6015         unsigned int tries = 0;
6016         int ret = 0;
6017
6018         migrate_prep();
6019
6020         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
6021                 if (fatal_signal_pending(current)) {
6022                         ret = -EINTR;
6023                         break;
6024                 }
6025
6026                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
6027                         cc->nr_migratepages = 0;
6028                         pfn = isolate_migratepages_range(cc->zone, cc,
6029                                                          pfn, end, true);
6030                         if (!pfn) {
6031                                 ret = -EINTR;
6032                                 break;
6033                         }
6034                         tries = 0;
6035                 } else if (++tries == 5) {
6036                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
6037                         break;
6038                 }
6039
6040                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
6041                                                         &cc->migratepages);
6042                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
6043
6044                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
6045                                     0, MIGRATE_SYNC, MR_CMA);
6046         }
6047         if (ret < 0) {
6048                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
6049                 return ret;
6050         }
6051         return 0;
6052 }
6053
6054 /**
6055  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
6056  * @start:      start PFN to allocate
6057  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
6058  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
6059  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
6060  *                      in range must have the same migratetype and it must
6061  *                      be either of the two.
6062  *
6063  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
6064  * aligned, however it's the caller's responsibility to guarantee that
6065  * we are the only thread that changes migrate type of pageblocks the
6066  * pages fall in.
6067  *
6068  * The PFN range must belong to a single zone.
6069  *
6070  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
6071  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
6072  * need to be freed with free_contig_range().
6073  */
6074 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
6075                        unsigned migratetype)
6076 {
6077         unsigned long outer_start, outer_end;
6078         int ret = 0, order;
6079
6080         struct compact_control cc = {
6081                 .nr_migratepages = 0,
6082                 .order = -1,
6083                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
6084                 .sync = true,
6085                 .ignore_skip_hint = true,
6086         };
6087         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
6088
6089         /*
6090          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
6091          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
6092          * have different sizes, and due to the way page allocator
6093          * work, we align the range to biggest of the two pages so
6094          * that page allocator won't try to merge buddies from
6095          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
6096          * other migration type.
6097          *
6098          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
6099          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
6100          * we are interested in).  This will put all the pages in
6101          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
6102          *
6103          * When this is done, we take the pages in range from page
6104          * allocator removing them from the buddy system.  This way
6105          * page allocator will never consider using them.
6106          *
6107          * This lets us mark the pageblocks back as
6108          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
6109          * aligned range but not in the unaligned, original range are
6110          * put back to page allocator so that buddy can use them.
6111          */
6112
6113         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6114                                        pfn_max_align_up(end), migratetype,
6115                                        false);
6116         if (ret)
6117                 return ret;
6118
6119         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
6120         if (ret)
6121                 goto done;
6122
6123         /*
6124          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
6125          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
6126          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
6127          * What we are going to do is to allocate all pages from
6128          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
6129          *
6130          * The only problem is that pages at the beginning and at the
6131          * end of interesting range may be not aligned with pages that
6132          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
6133          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
6134          * once this is done free the pages we are not interested in.
6135          *
6136          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
6137          * isolated thus they won't get removed from buddy.
6138          */
6139
6140         lru_add_drain_all();
6141         drain_all_pages();
6142
6143         order = 0;
6144         outer_start = start;
6145         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
6146                 if (++order >= MAX_ORDER) {
6147                         ret = -EBUSY;
6148                         goto done;
6149                 }
6150                 outer_start &= ~0UL << order;
6151         }
6152
6153         /* Make sure the range is really isolated. */
6154         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
6155                 pr_warn("alloc_contig_range test_pages_isolated(%lx, %lx) failed\n",
6156                        outer_start, end);
6157                 ret = -EBUSY;
6158                 goto done;
6159         }
6160
6161
6162         /* Grab isolated pages from freelists. */
6163         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
6164         if (!outer_end) {
6165                 ret = -EBUSY;
6166                 goto done;
6167         }
6168
6169         /* Free head and tail (if any) */
6170         if (start != outer_start)
6171                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
6172         if (end != outer_end)
6173                 free_contig_range(end, outer_end - end);
6174
6175 done:
6176         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6177                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
6178         return ret;
6179 }
6180
6181 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
6182 {
6183         unsigned int count = 0;
6184
6185         for (; nr_pages--; pfn++) {
6186                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
6187
6188                 count += page_count(page) != 1;
6189                 __free_page(page);
6190         }
6191         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
6192 }
6193 #endif
6194
6195 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6196 /*
6197  * The zone indicated has a new number of managed_pages; batch sizes and percpu
6198  * page high values need to be recalulated.
6199  */
6200 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
6201 {
6202         unsigned cpu;
6203         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
6204         for_each_possible_cpu(cpu)
6205                 pageset_set_high_and_batch(zone,
6206                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
6207         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
6208 }
6209 #endif
6210
6211 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
6212 {
6213         unsigned long flags;
6214         int cpu;
6215         struct per_cpu_pageset *pset;
6216
6217         /* avoid races with drain_pages()  */
6218         local_irq_save(flags);
6219         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
6220                 for_each_online_cpu(cpu) {
6221                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6222                         drain_zonestat(zone, pset);
6223                 }
6224                 free_percpu(zone->pageset);
6225                 zone->pageset = &boot_pageset;
6226         }
6227         local_irq_restore(flags);
6228 }
6229
6230 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
6231 /*
6232  * All pages in the range must be isolated before calling this.
6233  */
6234 void
6235 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
6236 {
6237         struct page *page;
6238         struct zone *zone;
6239         int order, i;
6240         unsigned long pfn;
6241         unsigned long flags;
6242         /* find the first valid pfn */
6243         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
6244                 if (pfn_valid(pfn))
6245                         break;
6246         if (pfn == end_pfn)
6247                 return;
6248         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
6249         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6250         pfn = start_pfn;
6251         while (pfn < end_pfn) {
6252                 if (!pfn_valid(pfn)) {
6253                         pfn++;
6254                         continue;
6255                 }
6256                 page = pfn_to_page(pfn);
6257                 /*
6258                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6259                  * page_count() is not 0.
6260                  */
6261                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
6262                         pfn++;
6263                         SetPageReserved(page);
6264                         continue;
6265                 }
6266
6267                 BUG_ON(page_count(page));
6268                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
6269                 order = page_order(page);
6270 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
6271                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
6272                        pfn, 1 << order, end_pfn);
6273 #endif
6274                 list_del(&page->lru);
6275                 rmv_page_order(page);
6276                 zone->free_area[order].nr_free--;
6277 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
6278                 if (PageHighMem(page))
6279                         totalhigh_pages -= 1 << order;
6280 #endif
6281                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
6282                         SetPageReserved((page+i));
6283                 pfn += (1 << order);
6284         }
6285         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6286 }
6287 #endif
6288
6289 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6290 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
6291 {
6292         struct zone *zone = page_zone(page);
6293         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
6294         unsigned long flags;
6295         int order;
6296
6297         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6298         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
6299                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
6300
6301                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
6302                         break;
6303         }
6304         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6305
6306         return order < MAX_ORDER;
6307 }
6308 #endif
6309
6310 static const struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
6311         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
6312         {1UL << PG_error,               "error"         },
6313         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
6314         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
6315         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
6316         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
6317         {1UL << PG_active,              "active"        },
6318         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
6319         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
6320         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
6321         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
6322         {1UL << PG_private,             "private"       },
6323         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
6324         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
6325 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
6326         {1UL << PG_head,                "head"          },
6327         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
6328 #else
6329         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
6330 #endif
6331         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
6332         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
6333         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
6334         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
6335         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
6336 #ifdef CONFIG_MMU
6337         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
6338 #endif
6339 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
6340         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
6341 #endif
6342 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6343         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
6344 #endif
6345 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6346         {1UL << PG_compound_lock,       "compound_lock" },
6347 #endif
6348 };
6349
6350 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
6351 {
6352         const char *delim = "";
6353         unsigned long mask;
6354         int i;
6355
6356         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(pageflag_names) != __NR_PAGEFLAGS);
6357
6358         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
6359
6360         /* remove zone id */
6361         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
6362
6363         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pageflag_names) && flags; i++) {
6364
6365                 mask = pageflag_names[i].mask;
6366                 if ((flags & mask) != mask)
6367                         continue;
6368
6369                 flags &= ~mask;
6370                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
6371                 delim = "|";
6372         }
6373
6374         /* check for left over flags */
6375         if (flags)
6376                 printk("%s%#lx", delim, flags);
6377
6378         printk(")\n");
6379 }
6380
6381 void dump_page(struct page *page)
6382 {
6383         printk(KERN_ALERT
6384                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
6385                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
6386                 page->mapping, page->index);
6387         dump_page_flags(page->flags);
6388         mem_cgroup_print_bad_page(page);
6389 }