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