b5855e545eecf494e1d55724aacbfacad56bd71a
[cascardo/linux.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
208 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
209 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
210 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
211
212 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
213 static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
214 static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
215 static unsigned long __initdata required_kernelcore;
216 static unsigned long __initdata required_movablecore;
217 static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
218
219 /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
220 int movable_zone;
221 EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
222 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
223
224 #if MAX_NUMNODES > 1
225 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
226 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
227 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
228 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
229 #endif
230
231 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
232
233 void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
234 {
235
236         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
237                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
238
239         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
240                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
241 }
242
243 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
244
245 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
246 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
247 {
248         int ret = 0;
249         unsigned seq;
250         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
251         unsigned long sp, start_pfn;
252
253         do {
254                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
255                 start_pfn = zone->zone_start_pfn;
256                 sp = zone->spanned_pages;
257                 if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
258                         ret = 1;
259         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
260
261         if (ret)
262                 pr_err("page %lu outside zone [ %lu - %lu ]\n",
263                         pfn, start_pfn, start_pfn + sp);
264
265         return ret;
266 }
267
268 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
269 {
270         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
271                 return 0;
272         if (zone != page_zone(page))
273                 return 0;
274
275         return 1;
276 }
277 /*
278  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
279  */
280 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
281 {
282         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
283                 return 1;
284         if (!page_is_consistent(zone, page))
285                 return 1;
286
287         return 0;
288 }
289 #else
290 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
291 {
292         return 0;
293 }
294 #endif
295
296 static void bad_page(struct page *page)
297 {
298         static unsigned long resume;
299         static unsigned long nr_shown;
300         static unsigned long nr_unshown;
301
302         /* Don't complain about poisoned pages */
303         if (PageHWPoison(page)) {
304                 page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
305                 return;
306         }
307
308         /*
309          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
310          * or allow a steady drip of one report per second.
311          */
312         if (nr_shown == 60) {
313                 if (time_before(jiffies, resume)) {
314                         nr_unshown++;
315                         goto out;
316                 }
317                 if (nr_unshown) {
318                         printk(KERN_ALERT
319                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
320                                 nr_unshown);
321                         nr_unshown = 0;
322                 }
323                 nr_shown = 0;
324         }
325         if (nr_shown++ == 0)
326                 resume = jiffies + 60 * HZ;
327
328         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
329                 current->comm, page_to_pfn(page));
330         dump_page(page);
331
332         print_modules();
333         dump_stack();
334 out:
335         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
336         page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
337         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
338 }
339
340 /*
341  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
342  *
343  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
344  *
345  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
346  *
347  * All pages have PG_compound set.  All tail pages have their ->first_page
348  * pointing at the head page.
349  *
350  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
351  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
352  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
353  */
354
355 static void free_compound_page(struct page *page)
356 {
357         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
358 }
359
360 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
361 {
362         int i;
363         int nr_pages = 1 << order;
364
365         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
366         set_compound_order(page, order);
367         __SetPageHead(page);
368         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
369                 struct page *p = page + i;
370                 __SetPageTail(p);
371                 set_page_count(p, 0);
372                 p->first_page = page;
373         }
374 }
375
376 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
377 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
378 {
379         int i;
380         int nr_pages = 1 << order;
381         int bad = 0;
382
383         if (unlikely(compound_order(page) != order)) {
384                 bad_page(page);
385                 bad++;
386         }
387
388         __ClearPageHead(page);
389
390         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
391                 struct page *p = page + i;
392
393                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
394                         bad_page(page);
395                         bad++;
396                 }
397                 __ClearPageTail(p);
398         }
399
400         return bad;
401 }
402
403 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
404 {
405         int i;
406
407         /*
408          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
409          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
410          */
411         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
412         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
413                 clear_highpage(page + i);
414 }
415
416 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
417 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
418
419 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
420 {
421         unsigned long res;
422
423         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
424                 printk(KERN_ERR "Bad debug_guardpage_minorder value\n");
425                 return 0;
426         }
427         _debug_guardpage_minorder = res;
428         printk(KERN_INFO "Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
429         return 0;
430 }
431 __setup("debug_guardpage_minorder=", debug_guardpage_minorder_setup);
432
433 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page)
434 {
435         __set_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
436 }
437
438 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page)
439 {
440         __clear_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
441 }
442 #else
443 static inline void set_page_guard_flag(struct page *page) { }
444 static inline void clear_page_guard_flag(struct page *page) { }
445 #endif
446
447 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
448 {
449         set_page_private(page, order);
450         __SetPageBuddy(page);
451 }
452
453 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
454 {
455         __ClearPageBuddy(page);
456         set_page_private(page, 0);
457 }
458
459 /*
460  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
461  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
462  *
463  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
464  * the following equation:
465  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
466  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
467  * 1 buddy is #10:
468  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
469  *
470  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
471  * satisfies the following equation:
472  *     P = B & ~(1 << O)
473  *
474  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
475  */
476 static inline unsigned long
477 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
478 {
479         return page_idx ^ (1 << order);
480 }
481
482 /*
483  * This function checks whether a page is free && is the buddy
484  * we can do coalesce a page and its buddy if
485  * (a) the buddy is not in a hole &&
486  * (b) the buddy is in the buddy system &&
487  * (c) a page and its buddy have the same order &&
488  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
489  *
490  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
491  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
492  *
493  * For recording page's order, we use page_private(page).
494  */
495 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
496                                                                 int order)
497 {
498         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
499                 return 0;
500
501         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
502                 return 0;
503
504         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
505                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
506                 return 1;
507         }
508
509         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
510                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
511                 return 1;
512         }
513         return 0;
514 }
515
516 /*
517  * Freeing function for a buddy system allocator.
518  *
519  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
520  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
521  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
522  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
523  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
524  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
525  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
526  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
527  * parts of the VM system.
528  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
529  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
530  * order is recorded in page_private(page) field.
531  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
532  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
533  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
534  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
535  * triggers coalescing into a block of larger size.
536  *
537  * -- nyc
538  */
539
540 static inline void __free_one_page(struct page *page,
541                 struct zone *zone, unsigned int order,
542                 int migratetype)
543 {
544         unsigned long page_idx;
545         unsigned long combined_idx;
546         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
547         struct page *buddy;
548
549         VM_BUG_ON(!zone_is_initialized(zone));
550
551         if (unlikely(PageCompound(page)))
552                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
553                         return;
554
555         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
556
557         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
558
559         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
560         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
561
562         while (order < MAX_ORDER-1) {
563                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
564                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
565                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
566                         break;
567                 /*
568                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
569                  * merge with it and move up one order.
570                  */
571                 if (page_is_guard(buddy)) {
572                         clear_page_guard_flag(buddy);
573                         set_page_private(page, 0);
574                         __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order,
575                                                   migratetype);
576                 } else {
577                         list_del(&buddy->lru);
578                         zone->free_area[order].nr_free--;
579                         rmv_page_order(buddy);
580                 }
581                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
582                 page = page + (combined_idx - page_idx);
583                 page_idx = combined_idx;
584                 order++;
585         }
586         set_page_order(page, order);
587
588         /*
589          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
590          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
591          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
592          * that is happening, add the free page to the tail of the list
593          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
594          * as a higher order page
595          */
596         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
597                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
598                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
599                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
600                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
601                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
602                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
603                         list_add_tail(&page->lru,
604                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
605                         goto out;
606                 }
607         }
608
609         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
610 out:
611         zone->free_area[order].nr_free++;
612 }
613
614 static inline int free_pages_check(struct page *page)
615 {
616         if (unlikely(page_mapcount(page) |
617                 (page->mapping != NULL)  |
618                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
619                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
620                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
621                 bad_page(page);
622                 return 1;
623         }
624         page_nid_reset_last(page);
625         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
626                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
627         return 0;
628 }
629
630 /*
631  * Frees a number of pages from the PCP lists
632  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
633  * count is the number of pages to free.
634  *
635  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
636  * see if this freeing clears that state.
637  *
638  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
639  * pinned" detection logic.
640  */
641 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
642                                         struct per_cpu_pages *pcp)
643 {
644         int migratetype = 0;
645         int batch_free = 0;
646         int to_free = count;
647
648         spin_lock(&zone->lock);
649         zone->all_unreclaimable = 0;
650         zone->pages_scanned = 0;
651
652         while (to_free) {
653                 struct page *page;
654                 struct list_head *list;
655
656                 /*
657                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
658                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
659                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
660                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
661                  * lists
662                  */
663                 do {
664                         batch_free++;
665                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
666                                 migratetype = 0;
667                         list = &pcp->lists[migratetype];
668                 } while (list_empty(list));
669
670                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
671                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
672                         batch_free = to_free;
673
674                 do {
675                         int mt; /* migratetype of the to-be-freed page */
676
677                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
678                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
679                         list_del(&page->lru);
680                         mt = get_freepage_migratetype(page);
681                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
682                         __free_one_page(page, zone, 0, mt);
683                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
684                         if (likely(!is_migrate_isolate_page(page))) {
685                                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1);
686                                 if (is_migrate_cma(mt))
687                                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES, 1);
688                         }
689                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
690         }
691         spin_unlock(&zone->lock);
692 }
693
694 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
695                                 int migratetype)
696 {
697         spin_lock(&zone->lock);
698         zone->all_unreclaimable = 0;
699         zone->pages_scanned = 0;
700
701         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
702         if (unlikely(!is_migrate_isolate(migratetype)))
703                 __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
704         spin_unlock(&zone->lock);
705 }
706
707 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
708 {
709         int i;
710         int bad = 0;
711
712         trace_mm_page_free(page, order);
713         kmemcheck_free_shadow(page, order);
714
715         if (PageAnon(page))
716                 page->mapping = NULL;
717         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
718                 bad += free_pages_check(page + i);
719         if (bad)
720                 return false;
721
722         if (!PageHighMem(page)) {
723                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
724                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
725                                            PAGE_SIZE << order);
726         }
727         arch_free_page(page, order);
728         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
729
730         return true;
731 }
732
733 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
734 {
735         unsigned long flags;
736         int migratetype;
737
738         if (!free_pages_prepare(page, order))
739                 return;
740
741         local_irq_save(flags);
742         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
743         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
744         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
745         free_one_page(page_zone(page), page, order, migratetype);
746         local_irq_restore(flags);
747 }
748
749 void __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
750 {
751         unsigned int nr_pages = 1 << order;
752         unsigned int loop;
753
754         prefetchw(page);
755         for (loop = 0; loop < nr_pages; loop++) {
756                 struct page *p = &page[loop];
757
758                 if (loop + 1 < nr_pages)
759                         prefetchw(p + 1);
760                 __ClearPageReserved(p);
761                 set_page_count(p, 0);
762         }
763
764         page_zone(page)->managed_pages += 1 << order;
765         set_page_refcounted(page);
766         __free_pages(page, order);
767 }
768
769 #ifdef CONFIG_CMA
770 /* Free whole pageblock and set it's migration type to MIGRATE_CMA. */
771 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
772 {
773         unsigned i = pageblock_nr_pages;
774         struct page *p = page;
775
776         do {
777                 __ClearPageReserved(p);
778                 set_page_count(p, 0);
779         } while (++p, --i);
780
781         set_page_refcounted(page);
782         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
783         __free_pages(page, pageblock_order);
784         adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
785 }
786 #endif
787
788 /*
789  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
790  * Please do not alter this order without good reasons and regression
791  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
792  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
793  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
794  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
795  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
796  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
797  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
798  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
799  *
800  * -- nyc
801  */
802 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
803         int low, int high, struct free_area *area,
804         int migratetype)
805 {
806         unsigned long size = 1 << high;
807
808         while (high > low) {
809                 area--;
810                 high--;
811                 size >>= 1;
812                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
813
814 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
815                 if (high < debug_guardpage_minorder()) {
816                         /*
817                          * Mark as guard pages (or page), that will allow to
818                          * merge back to allocator when buddy will be freed.
819                          * Corresponding page table entries will not be touched,
820                          * pages will stay not present in virtual address space
821                          */
822                         INIT_LIST_HEAD(&page[size].lru);
823                         set_page_guard_flag(&page[size]);
824                         set_page_private(&page[size], high);
825                         /* Guard pages are not available for any usage */
826                         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << high),
827                                                   migratetype);
828                         continue;
829                 }
830 #endif
831                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
832                 area->nr_free++;
833                 set_page_order(&page[size], high);
834         }
835 }
836
837 /*
838  * This page is about to be returned from the page allocator
839  */
840 static inline int check_new_page(struct page *page)
841 {
842         if (unlikely(page_mapcount(page) |
843                 (page->mapping != NULL)  |
844                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
845                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
846                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
847                 bad_page(page);
848                 return 1;
849         }
850         return 0;
851 }
852
853 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
854 {
855         int i;
856
857         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
858                 struct page *p = page + i;
859                 if (unlikely(check_new_page(p)))
860                         return 1;
861         }
862
863         set_page_private(page, 0);
864         set_page_refcounted(page);
865
866         arch_alloc_page(page, order);
867         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
868
869         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
870                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
871
872         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
873                 prep_compound_page(page, order);
874
875         return 0;
876 }
877
878 /*
879  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
880  * the smallest available page from the freelists
881  */
882 static inline
883 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
884                                                 int migratetype)
885 {
886         unsigned int current_order;
887         struct free_area * area;
888         struct page *page;
889
890         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
891         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
892                 area = &(zone->free_area[current_order]);
893                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
894                         continue;
895
896                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
897                                                         struct page, lru);
898                 list_del(&page->lru);
899                 rmv_page_order(page);
900                 area->nr_free--;
901                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
902                 return page;
903         }
904
905         return NULL;
906 }
907
908
909 /*
910  * This array describes the order lists are fallen back to when
911  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
912  */
913 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
914         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
915         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
916 #ifdef CONFIG_CMA
917         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_CMA,         MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
918         [MIGRATE_CMA]         = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
919 #else
920         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
921 #endif
922         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
923 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
924         [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
925 #endif
926 };
927
928 /*
929  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
930  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
931  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
932  */
933 int move_freepages(struct zone *zone,
934                           struct page *start_page, struct page *end_page,
935                           int migratetype)
936 {
937         struct page *page;
938         unsigned long order;
939         int pages_moved = 0;
940
941 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
942         /*
943          * page_zone is not safe to call in this context when
944          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
945          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
946          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
947          * grouping pages by mobility
948          */
949         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
950 #endif
951
952         for (page = start_page; page <= end_page;) {
953                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
954                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
955
956                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
957                         page++;
958                         continue;
959                 }
960
961                 if (!PageBuddy(page)) {
962                         page++;
963                         continue;
964                 }
965
966                 order = page_order(page);
967                 list_move(&page->lru,
968                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
969                 set_freepage_migratetype(page, migratetype);
970                 page += 1 << order;
971                 pages_moved += 1 << order;
972         }
973
974         return pages_moved;
975 }
976
977 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
978                                 int migratetype)
979 {
980         unsigned long start_pfn, end_pfn;
981         struct page *start_page, *end_page;
982
983         start_pfn = page_to_pfn(page);
984         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
985         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
986         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
987         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
988
989         /* Do not cross zone boundaries */
990         if (!zone_spans_pfn(zone, start_pfn))
991                 start_page = page;
992         if (!zone_spans_pfn(zone, end_pfn))
993                 return 0;
994
995         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
996 }
997
998 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
999                                         int start_order, int migratetype)
1000 {
1001         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
1002
1003         while (nr_pageblocks--) {
1004                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
1005                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
1006         }
1007 }
1008
1009 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
1010 static inline struct page *
1011 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
1012 {
1013         struct free_area * area;
1014         int current_order;
1015         struct page *page;
1016         int migratetype, i;
1017
1018         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
1019         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
1020                                                 --current_order) {
1021                 for (i = 0;; i++) {
1022                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
1023
1024                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
1025                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
1026                                 break;
1027
1028                         area = &(zone->free_area[current_order]);
1029                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
1030                                 continue;
1031
1032                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
1033                                         struct page, lru);
1034                         area->nr_free--;
1035
1036                         /*
1037                          * If breaking a large block of pages, move all free
1038                          * pages to the preferred allocation list. If falling
1039                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
1040                          * aggressive about taking ownership of free pages
1041                          *
1042                          * On the other hand, never change migration
1043                          * type of MIGRATE_CMA pageblocks nor move CMA
1044                          * pages on different free lists. We don't
1045                          * want unmovable pages to be allocated from
1046                          * MIGRATE_CMA areas.
1047                          */
1048                         if (!is_migrate_cma(migratetype) &&
1049                             (current_order >= pageblock_order / 2 ||
1050                              start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
1051                              page_group_by_mobility_disabled)) {
1052                                 int pages;
1053                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
1054                                                                 start_migratetype);
1055
1056                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
1057                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
1058                                                 page_group_by_mobility_disabled)
1059                                         set_pageblock_migratetype(page,
1060                                                                 start_migratetype);
1061
1062                                 migratetype = start_migratetype;
1063                         }
1064
1065                         /* Remove the page from the freelists */
1066                         list_del(&page->lru);
1067                         rmv_page_order(page);
1068
1069                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
1070                         if (current_order >= pageblock_order &&
1071                             !is_migrate_cma(migratetype))
1072                                 change_pageblock_range(page, current_order,
1073                                                         start_migratetype);
1074
1075                         expand(zone, page, order, current_order, area,
1076                                is_migrate_cma(migratetype)
1077                              ? migratetype : start_migratetype);
1078
1079                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
1080                                 start_migratetype, migratetype);
1081
1082                         return page;
1083                 }
1084         }
1085
1086         return NULL;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1091  * Call me with the zone->lock already held.
1092  */
1093 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1094                                                 int migratetype)
1095 {
1096         struct page *page;
1097
1098 retry_reserve:
1099         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1100
1101         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1102                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1103
1104                 /*
1105                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1106                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1107                  * and we want just one call site
1108                  */
1109                 if (!page) {
1110                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1111                         goto retry_reserve;
1112                 }
1113         }
1114
1115         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1116         return page;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1121  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1122  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1123  */
1124 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
1125                         unsigned long count, struct list_head *list,
1126                         int migratetype, int cold)
1127 {
1128         int mt = migratetype, i;
1129
1130         spin_lock(&zone->lock);
1131         for (i = 0; i < count; ++i) {
1132                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1133                 if (unlikely(page == NULL))
1134                         break;
1135
1136                 /*
1137                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1138                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1139                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1140                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1141                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1142                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1143                  * properly.
1144                  */
1145                 if (likely(cold == 0))
1146                         list_add(&page->lru, list);
1147                 else
1148                         list_add_tail(&page->lru, list);
1149                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
1150                         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1151                         if (!is_migrate_cma(mt) && !is_migrate_isolate(mt))
1152                                 mt = migratetype;
1153                 }
1154                 set_freepage_migratetype(page, mt);
1155                 list = &page->lru;
1156                 if (is_migrate_cma(mt))
1157                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
1158                                               -(1 << order));
1159         }
1160         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1161         spin_unlock(&zone->lock);
1162         return i;
1163 }
1164
1165 #ifdef CONFIG_NUMA
1166 /*
1167  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1168  * currently executing processor on remote nodes after they have
1169  * expired.
1170  *
1171  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1172  * a single processor.
1173  */
1174 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1175 {
1176         unsigned long flags;
1177         int to_drain;
1178         unsigned long batch;
1179
1180         local_irq_save(flags);
1181         batch = ACCESS_ONCE(pcp->batch);
1182         if (pcp->count >= batch)
1183                 to_drain = batch;
1184         else
1185                 to_drain = pcp->count;
1186         if (to_drain > 0) {
1187                 free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1188                 pcp->count -= to_drain;
1189         }
1190         local_irq_restore(flags);
1191 }
1192 #endif
1193
1194 /*
1195  * Drain pages of the indicated processor.
1196  *
1197  * The processor must either be the current processor and the
1198  * thread pinned to the current processor or a processor that
1199  * is not online.
1200  */
1201 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1202 {
1203         unsigned long flags;
1204         struct zone *zone;
1205
1206         for_each_populated_zone(zone) {
1207                 struct per_cpu_pageset *pset;
1208                 struct per_cpu_pages *pcp;
1209
1210                 local_irq_save(flags);
1211                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1212
1213                 pcp = &pset->pcp;
1214                 if (pcp->count) {
1215                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1216                         pcp->count = 0;
1217                 }
1218                 local_irq_restore(flags);
1219         }
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1224  */
1225 void drain_local_pages(void *arg)
1226 {
1227         drain_pages(smp_processor_id());
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
1232  *
1233  * Note that this code is protected against sending an IPI to an offline
1234  * CPU but does not guarantee sending an IPI to newly hotplugged CPUs:
1235  * on_each_cpu_mask() blocks hotplug and won't talk to offlined CPUs but
1236  * nothing keeps CPUs from showing up after we populated the cpumask and
1237  * before the call to on_each_cpu_mask().
1238  */
1239 void drain_all_pages(void)
1240 {
1241         int cpu;
1242         struct per_cpu_pageset *pcp;
1243         struct zone *zone;
1244
1245         /*
1246          * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
1247          * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
1248          */
1249         static cpumask_t cpus_with_pcps;
1250
1251         /*
1252          * We don't care about racing with CPU hotplug event
1253          * as offline notification will cause the notified
1254          * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
1255          * disables preemption as part of its processing
1256          */
1257         for_each_online_cpu(cpu) {
1258                 bool has_pcps = false;
1259                 for_each_populated_zone(zone) {
1260                         pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1261                         if (pcp->pcp.count) {
1262                                 has_pcps = true;
1263                                 break;
1264                         }
1265                 }
1266                 if (has_pcps)
1267                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1268                 else
1269                         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1270         }
1271         on_each_cpu_mask(&cpus_with_pcps, drain_local_pages, NULL, 1);
1272 }
1273
1274 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1275
1276 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1277 {
1278         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1279         unsigned long flags;
1280         int order, t;
1281         struct list_head *curr;
1282
1283         if (!zone->spanned_pages)
1284                 return;
1285
1286         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1287
1288         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1289         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1290                 if (pfn_valid(pfn)) {
1291                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1292
1293                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1294                                 swsusp_unset_page_free(page);
1295                 }
1296
1297         for_each_migratetype_order(order, t) {
1298                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1299                         unsigned long i;
1300
1301                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1302                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1303                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1304                 }
1305         }
1306         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1307 }
1308 #endif /* CONFIG_PM */
1309
1310 /*
1311  * Free a 0-order page
1312  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1313  */
1314 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1315 {
1316         struct zone *zone = page_zone(page);
1317         struct per_cpu_pages *pcp;
1318         unsigned long flags;
1319         int migratetype;
1320
1321         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1322                 return;
1323
1324         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1325         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1326         local_irq_save(flags);
1327         __count_vm_event(PGFREE);
1328
1329         /*
1330          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1331          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1332          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1333          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1334          * excessively into the page allocator
1335          */
1336         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1337                 if (unlikely(is_migrate_isolate(migratetype))) {
1338                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1339                         goto out;
1340                 }
1341                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1342         }
1343
1344         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1345         if (cold)
1346                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1347         else
1348                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1349         pcp->count++;
1350         if (pcp->count >= pcp->high) {
1351                 unsigned long batch = ACCESS_ONCE(pcp->batch);
1352                 free_pcppages_bulk(zone, batch, pcp);
1353                 pcp->count -= batch;
1354         }
1355
1356 out:
1357         local_irq_restore(flags);
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Free a list of 0-order pages
1362  */
1363 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, int cold)
1364 {
1365         struct page *page, *next;
1366
1367         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1368                 trace_mm_page_free_batched(page, cold);
1369                 free_hot_cold_page(page, cold);
1370         }
1371 }
1372
1373 /*
1374  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1375  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1376  * Each sub-page must be freed individually.
1377  *
1378  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1379  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1380  */
1381 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1382 {
1383         int i;
1384
1385         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1386         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1387
1388 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1389         /*
1390          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1391          * otherwise free the whole shadow.
1392          */
1393         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1394                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1395 #endif
1396
1397         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1398                 set_page_refcounted(page + i);
1399 }
1400 EXPORT_SYMBOL_GPL(split_page);
1401
1402 static int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
1403 {
1404         unsigned long watermark;
1405         struct zone *zone;
1406         int mt;
1407
1408         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1409
1410         zone = page_zone(page);
1411         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1412
1413         if (!is_migrate_isolate(mt)) {
1414                 /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1415                 watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1416                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1417                         return 0;
1418
1419                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
1420         }
1421
1422         /* Remove page from free list */
1423         list_del(&page->lru);
1424         zone->free_area[order].nr_free--;
1425         rmv_page_order(page);
1426
1427         /* Set the pageblock if the isolated page is at least a pageblock */
1428         if (order >= pageblock_order - 1) {
1429                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1430                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
1431                         int mt = get_pageblock_migratetype(page);
1432                         if (!is_migrate_isolate(mt) && !is_migrate_cma(mt))
1433                                 set_pageblock_migratetype(page,
1434                                                           MIGRATE_MOVABLE);
1435                 }
1436         }
1437
1438         return 1UL << order;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1443  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1444  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1445  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1446  * are enabled.
1447  *
1448  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1449  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1450  */
1451 int split_free_page(struct page *page)
1452 {
1453         unsigned int order;
1454         int nr_pages;
1455
1456         order = page_order(page);
1457
1458         nr_pages = __isolate_free_page(page, order);
1459         if (!nr_pages)
1460                 return 0;
1461
1462         /* Split into individual pages */
1463         set_page_refcounted(page);
1464         split_page(page, order);
1465         return nr_pages;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1470  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1471  * or two.
1472  */
1473 static inline
1474 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1475                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1476                         int migratetype)
1477 {
1478         unsigned long flags;
1479         struct page *page;
1480         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1481
1482 again:
1483         if (likely(order == 0)) {
1484                 struct per_cpu_pages *pcp;
1485                 struct list_head *list;
1486
1487                 local_irq_save(flags);
1488                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1489                 list = &pcp->lists[migratetype];
1490                 if (list_empty(list)) {
1491                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1492                                         pcp->batch, list,
1493                                         migratetype, cold);
1494                         if (unlikely(list_empty(list)))
1495                                 goto failed;
1496                 }
1497
1498                 if (cold)
1499                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1500                 else
1501                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1502
1503                 list_del(&page->lru);
1504                 pcp->count--;
1505         } else {
1506                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1507                         /*
1508                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1509                          *
1510                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1511                          * properly detect and handle allocation failures.
1512                          *
1513                          * We most definitely don't want callers attempting to
1514                          * allocate greater than order-1 page units with
1515                          * __GFP_NOFAIL.
1516                          */
1517                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1518                 }
1519                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1520                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1521                 spin_unlock(&zone->lock);
1522                 if (!page)
1523                         goto failed;
1524                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
1525                                           get_pageblock_migratetype(page));
1526         }
1527
1528         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1529         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1530         local_irq_restore(flags);
1531
1532         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1533         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1534                 goto again;
1535         return page;
1536
1537 failed:
1538         local_irq_restore(flags);
1539         return NULL;
1540 }
1541
1542 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1543
1544 static struct {
1545         struct fault_attr attr;
1546
1547         u32 ignore_gfp_highmem;
1548         u32 ignore_gfp_wait;
1549         u32 min_order;
1550 } fail_page_alloc = {
1551         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1552         .ignore_gfp_wait = 1,
1553         .ignore_gfp_highmem = 1,
1554         .min_order = 1,
1555 };
1556
1557 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1558 {
1559         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1560 }
1561 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1562
1563 static bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1564 {
1565         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1566                 return false;
1567         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1568                 return false;
1569         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1570                 return false;
1571         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1572                 return false;
1573
1574         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1575 }
1576
1577 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1578
1579 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1580 {
1581         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1582         struct dentry *dir;
1583
1584         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
1585                                         &fail_page_alloc.attr);
1586         if (IS_ERR(dir))
1587                 return PTR_ERR(dir);
1588
1589         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1590                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
1591                 goto fail;
1592         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1593                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
1594                 goto fail;
1595         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1596                                 &fail_page_alloc.min_order))
1597                 goto fail;
1598
1599         return 0;
1600 fail:
1601         debugfs_remove_recursive(dir);
1602
1603         return -ENOMEM;
1604 }
1605
1606 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1607
1608 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1609
1610 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1611
1612 static inline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1613 {
1614         return false;
1615 }
1616
1617 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1618
1619 /*
1620  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1621  * of the allocation.
1622  */
1623 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1624                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1625 {
1626         /* free_pages my go negative - that's OK */
1627         long min = mark;
1628         long lowmem_reserve = z->lowmem_reserve[classzone_idx];
1629         int o;
1630         long free_cma = 0;
1631
1632         free_pages -= (1 << order) - 1;
1633         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1634                 min -= min / 2;
1635         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1636                 min -= min / 4;
1637 #ifdef CONFIG_CMA
1638         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
1639         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
1640                 free_cma = zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
1641 #endif
1642
1643         if (free_pages - free_cma <= min + lowmem_reserve)
1644                 return false;
1645         for (o = 0; o < order; o++) {
1646                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1647                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1648
1649                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1650                 min >>= 1;
1651
1652                 if (free_pages <= min)
1653                         return false;
1654         }
1655         return true;
1656 }
1657
1658 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1659                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1660 {
1661         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1662                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1663 }
1664
1665 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1666                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1667 {
1668         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1669
1670         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1671                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1672
1673         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1674                                                                 free_pages);
1675 }
1676
1677 #ifdef CONFIG_NUMA
1678 /*
1679  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1680  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1681  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1682  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1683  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1684  *
1685  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1686  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1687  * tasks mems_allowed, or node_states[N_MEMORY].)
1688  *
1689  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1690  * nothing and returns NULL.
1691  *
1692  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1693  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1694  *
1695  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1696  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1697  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1698  * quickly as we can.
1699  */
1700 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1701 {
1702         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1703         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1704
1705         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1706         if (!zlc)
1707                 return NULL;
1708
1709         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1710                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1711                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1712         }
1713
1714         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1715                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1716                                         &node_states[N_MEMORY];
1717         return allowednodes;
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1722  * if it is worth looking at further for free memory:
1723  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1724  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1725  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1726  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1727  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1728  * else return false (zero) if it is not.
1729  *
1730  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1731  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1732  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1733  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1734  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1735  * into the second scan of the zonelist.
1736  *
1737  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1738  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1739  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1740  * unturned looking for a free page.
1741  */
1742 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1743                                                 nodemask_t *allowednodes)
1744 {
1745         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1746         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1747         int n;                          /* node that zone *z is on */
1748
1749         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1750         if (!zlc)
1751                 return 1;
1752
1753         i = z - zonelist->_zonerefs;
1754         n = zlc->z_to_n[i];
1755
1756         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1757         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1762  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1763  * from that zone don't waste time re-examining it.
1764  */
1765 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1766 {
1767         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1768         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1769
1770         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1771         if (!zlc)
1772                 return;
1773
1774         i = z - zonelist->_zonerefs;
1775
1776         set_bit(i, zlc->fullzones);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1781  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1782  */
1783 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1784 {
1785         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1786
1787         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1788         if (!zlc)
1789                 return;
1790
1791         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1792 }
1793
1794 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1795 {
1796         return node_isset(local_zone->node, zone->zone_pgdat->reclaim_nodes);
1797 }
1798
1799 static void __paginginit init_zone_allows_reclaim(int nid)
1800 {
1801         int i;
1802
1803         for_each_online_node(i)
1804                 if (node_distance(nid, i) <= RECLAIM_DISTANCE)
1805                         node_set(i, NODE_DATA(nid)->reclaim_nodes);
1806                 else
1807                         zone_reclaim_mode = 1;
1808 }
1809
1810 #else   /* CONFIG_NUMA */
1811
1812 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1813 {
1814         return NULL;
1815 }
1816
1817 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1818                                 nodemask_t *allowednodes)
1819 {
1820         return 1;
1821 }
1822
1823 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1824 {
1825 }
1826
1827 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1828 {
1829 }
1830
1831 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
1832 {
1833         return true;
1834 }
1835
1836 static inline void init_zone_allows_reclaim(int nid)
1837 {
1838 }
1839 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1840
1841 /*
1842  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1843  * a page.
1844  */
1845 static struct page *
1846 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1847                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1848                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1849 {
1850         struct zoneref *z;
1851         struct page *page = NULL;
1852         int classzone_idx;
1853         struct zone *zone;
1854         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1855         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1856         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1857
1858         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1859 zonelist_scan:
1860         /*
1861          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1862          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1863          */
1864         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1865                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1866                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1867                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1868                                 continue;
1869                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1870                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1871                                 continue;
1872                 /*
1873                  * When allocating a page cache page for writing, we
1874                  * want to get it from a zone that is within its dirty
1875                  * limit, such that no single zone holds more than its
1876                  * proportional share of globally allowed dirty pages.
1877                  * The dirty limits take into account the zone's
1878                  * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
1879                  * should be able to balance it without having to
1880                  * write pages from its LRU list.
1881                  *
1882                  * This may look like it could increase pressure on
1883                  * lower zones by failing allocations in higher zones
1884                  * before they are full.  But the pages that do spill
1885                  * over are limited as the lower zones are protected
1886                  * by this very same mechanism.  It should not become
1887                  * a practical burden to them.
1888                  *
1889                  * XXX: For now, allow allocations to potentially
1890                  * exceed the per-zone dirty limit in the slowpath
1891                  * (ALLOC_WMARK_LOW unset) before going into reclaim,
1892                  * which is important when on a NUMA setup the allowed
1893                  * zones are together not big enough to reach the
1894                  * global limit.  The proper fix for these situations
1895                  * will require awareness of zones in the
1896                  * dirty-throttling and the flusher threads.
1897                  */
1898                 if ((alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW) &&
1899                     (gfp_mask & __GFP_WRITE) && !zone_dirty_ok(zone))
1900                         goto this_zone_full;
1901
1902                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1903                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1904                         unsigned long mark;
1905                         int ret;
1906
1907                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1908                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1909                                     classzone_idx, alloc_flags))
1910                                 goto try_this_zone;
1911
1912                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
1913                                         !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1914                                 /*
1915                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1916                                  * and before considering the first zone allowed
1917                                  * by the cpuset.
1918                                  */
1919                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1920                                 zlc_active = 1;
1921                                 did_zlc_setup = 1;
1922                         }
1923
1924                         if (zone_reclaim_mode == 0 ||
1925                             !zone_allows_reclaim(preferred_zone, zone))
1926                                 goto this_zone_full;
1927
1928                         /*
1929                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1930                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1931                          */
1932                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
1933                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1934                                 continue;
1935
1936                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1937                         switch (ret) {
1938                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1939                                 /* did not scan */
1940                                 continue;
1941                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1942                                 /* scanned but unreclaimable */
1943                                 continue;
1944                         default:
1945                                 /* did we reclaim enough */
1946                                 if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1947                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1948                                         goto try_this_zone;
1949
1950                                 /*
1951                                  * Failed to reclaim enough to meet watermark.
1952                                  * Only mark the zone full if checking the min
1953                                  * watermark or if we failed to reclaim just
1954                                  * 1<<order pages or else the page allocator
1955                                  * fastpath will prematurely mark zones full
1956                                  * when the watermark is between the low and
1957                                  * min watermarks.
1958                                  */
1959                                 if (((alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK) == ALLOC_WMARK_MIN) ||
1960                                     ret == ZONE_RECLAIM_SOME)
1961                                         goto this_zone_full;
1962
1963                                 continue;
1964                         }
1965                 }
1966
1967 try_this_zone:
1968                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1969                                                 gfp_mask, migratetype);
1970                 if (page)
1971                         break;
1972 this_zone_full:
1973                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
1974                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1975         }
1976
1977         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && page == NULL && zlc_active)) {
1978                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1979                 zlc_active = 0;
1980                 goto zonelist_scan;
1981         }
1982
1983         if (page)
1984                 /*
1985                  * page->pfmemalloc is set when ALLOC_NO_WATERMARKS was
1986                  * necessary to allocate the page. The expectation is
1987                  * that the caller is taking steps that will free more
1988                  * memory. The caller should avoid the page being used
1989                  * for !PFMEMALLOC purposes.
1990                  */
1991                 page->pfmemalloc = !!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS);
1992
1993         return page;
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1998  * meminfo in irq context.
1999  */
2000 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
2001 {
2002         bool ret = false;
2003
2004 #if NODES_SHIFT > 8
2005         ret = in_interrupt();
2006 #endif
2007         return ret;
2008 }
2009
2010 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
2011                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2012                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2013
2014 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
2015 {
2016         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2017
2018         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs) ||
2019             debug_guardpage_minorder() > 0)
2020                 return;
2021
2022         /*
2023          * Walking all memory to count page types is very expensive and should
2024          * be inhibited in non-blockable contexts.
2025          */
2026         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2027                 filter |= SHOW_MEM_FILTER_PAGE_COUNT;
2028
2029         /*
2030          * This documents exceptions given to allocations in certain
2031          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
2032          * of allowed nodes.
2033          */
2034         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2035                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2036                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
2037                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2038         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2039                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2040
2041         if (fmt) {
2042                 struct va_format vaf;
2043                 va_list args;
2044
2045                 va_start(args, fmt);
2046
2047                 vaf.fmt = fmt;
2048                 vaf.va = &args;
2049
2050                 pr_warn("%pV", &vaf);
2051
2052                 va_end(args);
2053         }
2054
2055         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
2056                 current->comm, order, gfp_mask);
2057
2058         dump_stack();
2059         if (!should_suppress_show_mem())
2060                 show_mem(filter);
2061 }
2062
2063 static inline int
2064 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2065                                 unsigned long did_some_progress,
2066                                 unsigned long pages_reclaimed)
2067 {
2068         /* Do not loop if specifically requested */
2069         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2070                 return 0;
2071
2072         /* Always retry if specifically requested */
2073         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2074                 return 1;
2075
2076         /*
2077          * Suspend converts GFP_KERNEL to __GFP_WAIT which can prevent reclaim
2078          * making forward progress without invoking OOM. Suspend also disables
2079          * storage devices so kswapd will not help. Bail if we are suspending.
2080          */
2081         if (!did_some_progress && pm_suspended_storage())
2082                 return 0;
2083
2084         /*
2085          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
2086          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
2087          * implementations.
2088          */
2089         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2090                 return 1;
2091
2092         /*
2093          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
2094          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
2095          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
2096          * large as the allocation's order. In both cases, if the
2097          * allocation still fails, we stop retrying.
2098          */
2099         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
2100                 return 1;
2101
2102         return 0;
2103 }
2104
2105 static inline struct page *
2106 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2107         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2108         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2109         int migratetype)
2110 {
2111         struct page *page;
2112
2113         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
2114         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
2115                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
2116                 return NULL;
2117         }
2118
2119         /*
2120          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
2121          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
2122          * we're still under heavy pressure.
2123          */
2124         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
2125                 order, zonelist, high_zoneidx,
2126                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
2127                 preferred_zone, migratetype);
2128         if (page)
2129                 goto out;
2130
2131         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2132                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
2133                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2134                         goto out;
2135                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
2136                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2137                         goto out;
2138                 /*
2139                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
2140                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
2141                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
2142                  * it specifies __GFP_THISNODE.
2143                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
2144                  */
2145                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
2146                         goto out;
2147         }
2148         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
2149         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask, false);
2150
2151 out:
2152         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
2153         return page;
2154 }
2155
2156 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2157 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
2158 static struct page *
2159 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2160         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2161         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2162         int migratetype, bool sync_migration,
2163         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2164         unsigned long *did_some_progress)
2165 {
2166         if (!order)
2167                 return NULL;
2168
2169         if (compaction_deferred(preferred_zone, order)) {
2170                 *deferred_compaction = true;
2171                 return NULL;
2172         }
2173
2174         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2175         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
2176                                                 nodemask, sync_migration,
2177                                                 contended_compaction);
2178         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2179
2180         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
2181                 struct page *page;
2182
2183                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
2184                 drain_pages(get_cpu());
2185                 put_cpu();
2186
2187                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
2188                                 order, zonelist, high_zoneidx,
2189                                 alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2190                                 preferred_zone, migratetype);
2191                 if (page) {
2192                         preferred_zone->compact_blockskip_flush = false;
2193                         preferred_zone->compact_considered = 0;
2194                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
2195                         if (order >= preferred_zone->compact_order_failed)
2196                                 preferred_zone->compact_order_failed = order + 1;
2197                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
2198                         return page;
2199                 }
2200
2201                 /*
2202                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
2203                  * The most likely reason is that pages exist,
2204                  * but not enough to satisfy watermarks.
2205                  */
2206                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
2207
2208                 /*
2209                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
2210                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
2211                  */
2212                 if (sync_migration)
2213                         defer_compaction(preferred_zone, order);
2214
2215                 cond_resched();
2216         }
2217
2218         return NULL;
2219 }
2220 #else
2221 static inline struct page *
2222 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2223         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2224         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2225         int migratetype, bool sync_migration,
2226         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2227         unsigned long *did_some_progress)
2228 {
2229         return NULL;
2230 }
2231 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2232
2233 /* Perform direct synchronous page reclaim */
2234 static int
2235 __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2236                   nodemask_t *nodemask)
2237 {
2238         struct reclaim_state reclaim_state;
2239         int progress;
2240
2241         cond_resched();
2242
2243         /* We now go into synchronous reclaim */
2244         cpuset_memory_pressure_bump();
2245         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2246         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2247         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2248         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2249
2250         progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2251
2252         current->reclaim_state = NULL;
2253         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2254         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2255
2256         cond_resched();
2257
2258         return progress;
2259 }
2260
2261 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2262 static inline struct page *
2263 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2264         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2265         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2266         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
2267 {
2268         struct page *page = NULL;
2269         bool drained = false;
2270
2271         *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, zonelist,
2272                                                nodemask);
2273         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2274                 return NULL;
2275
2276         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2277         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2278                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2279
2280 retry:
2281         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2282                                         zonelist, high_zoneidx,
2283                                         alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2284                                         preferred_zone, migratetype);
2285
2286         /*
2287          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2288          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2289          */
2290         if (!page && !drained) {
2291                 drain_all_pages();
2292                 drained = true;
2293                 goto retry;
2294         }
2295
2296         return page;
2297 }
2298
2299 /*
2300  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2301  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2302  */
2303 static inline struct page *
2304 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2305         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2306         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2307         int migratetype)
2308 {
2309         struct page *page;
2310
2311         do {
2312                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2313                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2314                         preferred_zone, migratetype);
2315
2316                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2317                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2318         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2319
2320         return page;
2321 }
2322
2323 static inline
2324 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2325                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2326                                                 enum zone_type classzone_idx)
2327 {
2328         struct zoneref *z;
2329         struct zone *zone;
2330
2331         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2332                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2333 }
2334
2335 static inline int
2336 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2337 {
2338         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2339         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2340
2341         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2342         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2343
2344         /*
2345          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2346          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2347          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2348          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2349          */
2350         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2351
2352         if (!wait) {
2353                 /*
2354                  * Not worth trying to allocate harder for
2355                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2356                  */
2357                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2358                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2359                 /*
2360                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2361                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2362                  */
2363                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2364         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2365                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2366
2367         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2368                 if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
2369                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2370                 else if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
2371                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2372                 else if (!in_interrupt() &&
2373                                 ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2374                                  unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2375                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2376         }
2377 #ifdef CONFIG_CMA
2378         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2379                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2380 #endif
2381         return alloc_flags;
2382 }
2383
2384 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
2385 {
2386         return !!(gfp_to_alloc_flags(gfp_mask) & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2387 }
2388
2389 static inline struct page *
2390 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2391         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2392         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2393         int migratetype)
2394 {
2395         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2396         struct page *page = NULL;
2397         int alloc_flags;
2398         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2399         unsigned long did_some_progress;
2400         bool sync_migration = false;
2401         bool deferred_compaction = false;
2402         bool contended_compaction = false;
2403
2404         /*
2405          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2406          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2407          * be using allocators in order of preference for an area that is
2408          * too large.
2409          */
2410         if (order >= MAX_ORDER) {
2411                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2412                 return NULL;
2413         }
2414
2415         /*
2416          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2417          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2418          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2419          * using a larger set of nodes after it has established that the
2420          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2421          * over allocated.
2422          */
2423         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
2424                         (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2425                 goto nopage;
2426
2427 restart:
2428         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2429                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2430                                                 zone_idx(preferred_zone));
2431
2432         /*
2433          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2434          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2435          * to how we want to proceed.
2436          */
2437         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2438
2439         /*
2440          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2441          * cpusets.
2442          */
2443         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2444                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2445                                         &preferred_zone);
2446
2447 rebalance:
2448         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2449         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2450                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2451                         preferred_zone, migratetype);
2452         if (page)
2453                 goto got_pg;
2454
2455         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2456         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2457                 /*
2458                  * Ignore mempolicies if ALLOC_NO_WATERMARKS on the grounds
2459                  * the allocation is high priority and these type of
2460                  * allocations are system rather than user orientated
2461                  */
2462                 zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);
2463
2464                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2465                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2466                                 preferred_zone, migratetype);
2467                 if (page) {
2468                         goto got_pg;
2469                 }
2470         }
2471
2472         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2473         if (!wait)
2474                 goto nopage;
2475
2476         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2477         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2478                 goto nopage;
2479
2480         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2481         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2482                 goto nopage;
2483
2484         /*
2485          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2486          * attempts after direct reclaim are synchronous
2487          */
2488         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2489                                         zonelist, high_zoneidx,
2490                                         nodemask,
2491                                         alloc_flags, preferred_zone,
2492                                         migratetype, sync_migration,
2493                                         &contended_compaction,
2494                                         &deferred_compaction,
2495                                         &did_some_progress);
2496         if (page)
2497                 goto got_pg;
2498         sync_migration = true;
2499
2500         /*
2501          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2502          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2503          * requested a movable allocation that does not heavily disrupt the
2504          * system then fail the allocation instead of entering direct reclaim.
2505          */
2506         if ((deferred_compaction || contended_compaction) &&
2507                                                 (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2508                 goto nopage;
2509
2510         /* Try direct reclaim and then allocating */
2511         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2512                                         zonelist, high_zoneidx,
2513                                         nodemask,
2514                                         alloc_flags, preferred_zone,
2515                                         migratetype, &did_some_progress);
2516         if (page)
2517                 goto got_pg;
2518
2519         /*
2520          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2521          * running out of options and have to consider going OOM
2522          */
2523         if (!did_some_progress) {
2524                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2525                         if (oom_killer_disabled)
2526                                 goto nopage;
2527                         /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
2528                         if ((current->flags & PF_DUMPCORE) &&
2529                             !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2530                                 goto nopage;
2531                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2532                                         zonelist, high_zoneidx,
2533                                         nodemask, preferred_zone,
2534                                         migratetype);
2535                         if (page)
2536                                 goto got_pg;
2537
2538                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2539                                 /*
2540                                  * The oom killer is not called for high-order
2541                                  * allocations that may fail, so if no progress
2542                                  * is being made, there are no other options and
2543                                  * retrying is unlikely to help.
2544                                  */
2545                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2546                                         goto nopage;
2547                                 /*
2548                                  * The oom killer is not called for lowmem
2549                                  * allocations to prevent needlessly killing
2550                                  * innocent tasks.
2551                                  */
2552                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2553                                         goto nopage;
2554                         }
2555
2556                         goto restart;
2557                 }
2558         }
2559
2560         /* Check if we should retry the allocation */
2561         pages_reclaimed += did_some_progress;
2562         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, did_some_progress,
2563                                                 pages_reclaimed)) {
2564                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2565                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2566                 goto rebalance;
2567         } else {
2568                 /*
2569                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2570                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2571                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2572                  */
2573                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2574                                         zonelist, high_zoneidx,
2575                                         nodemask,
2576                                         alloc_flags, preferred_zone,
2577                                         migratetype, sync_migration,
2578                                         &contended_compaction,
2579                                         &deferred_compaction,
2580                                         &did_some_progress);
2581                 if (page)
2582                         goto got_pg;
2583         }
2584
2585 nopage:
2586         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2587         return page;
2588 got_pg:
2589         if (kmemcheck_enabled)
2590                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2591
2592         return page;
2593 }
2594
2595 /*
2596  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2597  */
2598 struct page *
2599 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2600                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2601 {
2602         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2603         struct zone *preferred_zone;
2604         struct page *page = NULL;
2605         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2606         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2607         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET;
2608         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2609
2610         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2611
2612         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2613
2614         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2615
2616         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2617                 return NULL;
2618
2619         /*
2620          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2621          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2622          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2623          */
2624         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2625                 return NULL;
2626
2627         /*
2628          * Will only have any effect when __GFP_KMEMCG is set.  This is
2629          * verified in the (always inline) callee
2630          */
2631         if (!memcg_kmem_newpage_charge(gfp_mask, &memcg, order))
2632                 return NULL;
2633
2634 retry_cpuset:
2635         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2636
2637         /* The preferred zone is used for statistics later */
2638         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2639                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2640                                 &preferred_zone);
2641         if (!preferred_zone)
2642                 goto out;
2643
2644 #ifdef CONFIG_CMA
2645         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2646                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2647 #endif
2648         /* First allocation attempt */
2649         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2650                         zonelist, high_zoneidx, alloc_flags,
2651                         preferred_zone, migratetype);
2652         if (unlikely(!page)) {
2653                 /*
2654                  * Runtime PM, block IO and its error handling path
2655                  * can deadlock because I/O on the device might not
2656                  * complete.
2657                  */
2658                 gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask);
2659                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2660                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2661                                 preferred_zone, migratetype);
2662         }
2663
2664         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2665
2666 out:
2667         /*
2668          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2669          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2670          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2671          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2672          */
2673         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2674                 goto retry_cpuset;
2675
2676         memcg_kmem_commit_charge(page, memcg, order);
2677
2678         return page;
2679 }
2680 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2681
2682 /*
2683  * Common helper functions.
2684  */
2685 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2686 {
2687         struct page *page;
2688
2689         /*
2690          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2691          * a highmem page
2692          */
2693         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2694
2695         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2696         if (!page)
2697                 return 0;
2698         return (unsigned long) page_address(page);
2699 }
2700 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2701
2702 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2703 {
2704         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2705 }
2706 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2707
2708 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2709 {
2710         if (put_page_testzero(page)) {
2711                 if (order == 0)
2712                         free_hot_cold_page(page, 0);
2713                 else
2714                         __free_pages_ok(page, order);
2715         }
2716 }
2717
2718 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2719
2720 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2721 {
2722         if (addr != 0) {
2723                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2724                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2725         }
2726 }
2727
2728 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2729
2730 /*
2731  * __free_memcg_kmem_pages and free_memcg_kmem_pages will free
2732  * pages allocated with __GFP_KMEMCG.
2733  *
2734  * Those pages are accounted to a particular memcg, embedded in the
2735  * corresponding page_cgroup. To avoid adding a hit in the allocator to search
2736  * for that information only to find out that it is NULL for users who have no
2737  * interest in that whatsoever, we provide these functions.
2738  *
2739  * The caller knows better which flags it relies on.
2740  */
2741 void __free_memcg_kmem_pages(struct page *page, unsigned int order)
2742 {
2743         memcg_kmem_uncharge_pages(page, order);
2744         __free_pages(page, order);
2745 }
2746
2747 void free_memcg_kmem_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2748 {
2749         if (addr != 0) {
2750                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2751                 __free_memcg_kmem_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2752         }
2753 }
2754
2755 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2756 {
2757         if (addr) {
2758                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2759                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2760
2761                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2762                 while (used < alloc_end) {
2763                         free_page(used);
2764                         used += PAGE_SIZE;
2765                 }
2766         }
2767         return (void *)addr;
2768 }
2769
2770 /**
2771  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2772  * @size: the number of bytes to allocate
2773  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2774  *
2775  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2776  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2777  * allocate memory in power-of-two pages.
2778  *
2779  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2780  *
2781  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2782  */
2783 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2784 {
2785         unsigned int order = get_order(size);
2786         unsigned long addr;
2787
2788         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2789         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2790 }
2791 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2792
2793 /**
2794  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2795  *                         pages on a node.
2796  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2797  * @size: the number of bytes to allocate
2798  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2799  *
2800  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2801  * back.
2802  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2803  * but is not exact.
2804  */
2805 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2806 {
2807         unsigned order = get_order(size);
2808         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2809         if (!p)
2810                 return NULL;
2811         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2812 }
2813 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2814
2815 /**
2816  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2817  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2818  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2819  *
2820  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2821  */
2822 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2823 {
2824         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2825         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2826
2827         while (addr < end) {
2828                 free_page(addr);
2829                 addr += PAGE_SIZE;
2830         }
2831 }
2832 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2833
2834 /**
2835  * nr_free_zone_pages - count number of pages beyond high watermark
2836  * @offset: The zone index of the highest zone
2837  *
2838  * nr_free_zone_pages() counts the number of counts pages which are beyond the
2839  * high watermark within all zones at or below a given zone index.  For each
2840  * zone, the number of pages is calculated as:
2841  *     managed_pages - high_pages
2842  */
2843 static unsigned long nr_free_zone_pages(int offset)
2844 {
2845         struct zoneref *z;
2846         struct zone *zone;
2847
2848         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2849         unsigned long sum = 0;
2850
2851         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2852
2853         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2854                 unsigned long size = zone->managed_pages;
2855                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2856                 if (size > high)
2857                         sum += size - high;
2858         }
2859
2860         return sum;
2861 }
2862
2863 /**
2864  * nr_free_buffer_pages - count number of pages beyond high watermark
2865  *
2866  * nr_free_buffer_pages() counts the number of pages which are beyond the high
2867  * watermark within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL.
2868  */
2869 unsigned long nr_free_buffer_pages(void)
2870 {
2871         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2872 }
2873 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2874
2875 /**
2876  * nr_free_pagecache_pages - count number of pages beyond high watermark
2877  *
2878  * nr_free_pagecache_pages() counts the number of pages which are beyond the
2879  * high watermark within all zones.
2880  */
2881 unsigned long nr_free_pagecache_pages(void)
2882 {
2883         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2884 }
2885
2886 static inline void show_node(struct zone *zone)
2887 {
2888         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2889                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2890 }
2891
2892 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2893 {
2894         val->totalram = totalram_pages;
2895         val->sharedram = 0;
2896         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2897         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2898         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2899         val->freehigh = nr_free_highpages();
2900         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2901 }
2902
2903 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2904
2905 #ifdef CONFIG_NUMA
2906 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2907 {
2908         int zone_type;          /* needs to be signed */
2909         unsigned long managed_pages = 0;
2910         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2911
2912         for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++)
2913                 managed_pages += pgdat->node_zones[zone_type].managed_pages;
2914         val->totalram = managed_pages;
2915         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2916 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2917         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].managed_pages;
2918         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2919                         NR_FREE_PAGES);
2920 #else
2921         val->totalhigh = 0;
2922         val->freehigh = 0;
2923 #endif
2924         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2925 }
2926 #endif
2927
2928 /*
2929  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2930  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2931  */
2932 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2933 {
2934         bool ret = false;
2935         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2936
2937         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2938                 goto out;
2939
2940         do {
2941                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2942                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2943         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
2944 out:
2945         return ret;
2946 }
2947
2948 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2949
2950 static void show_migration_types(unsigned char type)
2951 {
2952         static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
2953                 [MIGRATE_UNMOVABLE]     = 'U',
2954                 [MIGRATE_RECLAIMABLE]   = 'E',
2955                 [MIGRATE_MOVABLE]       = 'M',
2956                 [MIGRATE_RESERVE]       = 'R',
2957 #ifdef CONFIG_CMA
2958                 [MIGRATE_CMA]           = 'C',
2959 #endif
2960 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
2961                 [MIGRATE_ISOLATE]       = 'I',
2962 #endif
2963         };
2964         char tmp[MIGRATE_TYPES + 1];
2965         char *p = tmp;
2966         int i;
2967
2968         for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
2969                 if (type & (1 << i))
2970                         *p++ = types[i];
2971         }
2972
2973         *p = '\0';
2974         printk("(%s) ", tmp);
2975 }
2976
2977 /*
2978  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2979  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2980  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2981  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2982  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2983  */
2984 void show_free_areas(unsigned int filter)
2985 {
2986         int cpu;
2987         struct zone *zone;
2988
2989         for_each_populated_zone(zone) {
2990                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2991                         continue;
2992                 show_node(zone);
2993                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2994
2995                 for_each_online_cpu(cpu) {
2996                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2997
2998                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2999
3000                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
3001                                cpu, pageset->pcp.high,
3002                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
3003                 }
3004         }
3005
3006         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
3007                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
3008                 " unevictable:%lu"
3009                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
3010                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
3011                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
3012                 " free_cma:%lu\n",
3013                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
3014                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
3015                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
3016                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
3017                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
3018                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
3019                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
3020                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
3021                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
3022                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
3023                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
3024                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
3025                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
3026                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
3027                 global_page_state(NR_SHMEM),
3028                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
3029                 global_page_state(NR_BOUNCE),
3030                 global_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
3031
3032         for_each_populated_zone(zone) {
3033                 int i;
3034
3035                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3036                         continue;
3037                 show_node(zone);
3038                 printk("%s"
3039                         " free:%lukB"
3040                         " min:%lukB"
3041                         " low:%lukB"
3042                         " high:%lukB"
3043                         " active_anon:%lukB"
3044                         " inactive_anon:%lukB"
3045                         " active_file:%lukB"
3046                         " inactive_file:%lukB"
3047                         " unevictable:%lukB"
3048                         " isolated(anon):%lukB"
3049                         " isolated(file):%lukB"
3050                         " present:%lukB"
3051                         " managed:%lukB"
3052                         " mlocked:%lukB"
3053                         " dirty:%lukB"
3054                         " writeback:%lukB"
3055                         " mapped:%lukB"
3056                         " shmem:%lukB"
3057                         " slab_reclaimable:%lukB"
3058                         " slab_unreclaimable:%lukB"
3059                         " kernel_stack:%lukB"
3060                         " pagetables:%lukB"
3061                         " unstable:%lukB"
3062                         " bounce:%lukB"
3063                         " free_cma:%lukB"
3064                         " writeback_tmp:%lukB"
3065                         " pages_scanned:%lu"
3066                         " all_unreclaimable? %s"
3067                         "\n",
3068                         zone->name,
3069                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
3070                         K(min_wmark_pages(zone)),
3071                         K(low_wmark_pages(zone)),
3072                         K(high_wmark_pages(zone)),
3073                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
3074                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
3075                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
3076                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
3077                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
3078                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
3079                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
3080                         K(zone->present_pages),
3081                         K(zone->managed_pages),
3082                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
3083                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
3084                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
3085                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
3086                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
3087                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
3088                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
3089                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
3090                                 THREAD_SIZE / 1024,
3091                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
3092                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
3093                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
3094                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)),
3095                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
3096                         zone->pages_scanned,
3097                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
3098                         );
3099                 printk("lowmem_reserve[]:");
3100                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3101                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
3102                 printk("\n");
3103         }
3104
3105         for_each_populated_zone(zone) {
3106                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
3107                 unsigned char types[MAX_ORDER];
3108
3109                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3110                         continue;
3111                 show_node(zone);
3112                 printk("%s: ", zone->name);
3113
3114                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3115                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3116                         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
3117                         int type;
3118
3119                         nr[order] = area->nr_free;
3120                         total += nr[order] << order;
3121
3122                         types[order] = 0;
3123                         for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
3124                                 if (!list_empty(&area->free_list[type]))
3125                                         types[order] |= 1 << type;
3126                         }
3127                 }
3128                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3129                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3130                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
3131                         if (nr[order])
3132                                 show_migration_types(types[order]);
3133                 }
3134                 printk("= %lukB\n", K(total));
3135         }
3136
3137         hugetlb_show_meminfo();
3138
3139         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
3140
3141         show_swap_cache_info();
3142 }
3143
3144 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
3145 {
3146         zoneref->zone = zone;
3147         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Builds allocation fallback zone lists.
3152  *
3153  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
3154  */
3155 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
3156                                 int nr_zones)
3157 {
3158         struct zone *zone;
3159         enum zone_type zone_type = MAX_NR_ZONES;
3160
3161         do {
3162                 zone_type--;
3163                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
3164                 if (populated_zone(zone)) {
3165                         zoneref_set_zone(zone,
3166                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
3167                         check_highest_zone(zone_type);
3168                 }
3169         } while (zone_type);
3170
3171         return nr_zones;
3172 }
3173
3174
3175 /*
3176  *  zonelist_order:
3177  *  0 = automatic detection of better ordering.
3178  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
3179  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
3180  *
3181  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
3182  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
3183  */
3184 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
3185 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
3186 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
3187
3188 /* zonelist order in the kernel.
3189  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
3190  */
3191 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3192 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
3193
3194
3195 #ifdef CONFIG_NUMA
3196 /* The value user specified ....changed by config */
3197 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3198 /* string for sysctl */
3199 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
3200 char numa_zonelist_order[16] = "default";
3201
3202 /*
3203  * interface for configure zonelist ordering.
3204  * command line option "numa_zonelist_order"
3205  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
3206  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
3207  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
3208  */
3209
3210 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
3211 {
3212         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
3213                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3214         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
3215                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
3216         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
3217                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3218         } else {
3219                 printk(KERN_WARNING
3220                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
3221                         "%s\n", s);
3222                 return -EINVAL;
3223         }
3224         return 0;
3225 }
3226
3227 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
3228 {
3229         int ret;
3230
3231         if (!s)
3232                 return 0;
3233
3234         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
3235         if (ret == 0)
3236                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3237
3238         return ret;
3239 }
3240 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
3241
3242 /*
3243  * sysctl handler for numa_zonelist_order
3244  */
3245 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
3246                 void __user *buffer, size_t *length,
3247                 loff_t *ppos)
3248 {
3249         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
3250         int ret;
3251         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
3252
3253         mutex_lock(&zl_order_mutex);
3254         if (write) {
3255                 if (strlen((char *)table->data) >= NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN) {
3256                         ret = -EINVAL;
3257                         goto out;
3258                 }
3259                 strcpy(saved_string, (char *)table->data);
3260         }
3261         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
3262         if (ret)
3263                 goto out;
3264         if (write) {
3265                 int oldval = user_zonelist_order;
3266
3267                 ret = __parse_numa_zonelist_order((char *)table->data);
3268                 if (ret) {
3269                         /*
3270                          * bogus value.  restore saved string
3271                          */
3272                         strncpy((char *)table->data, saved_string,
3273                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3274                         user_zonelist_order = oldval;
3275                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
3276                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
3277                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
3278                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
3279                 }
3280         }
3281 out:
3282         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
3283         return ret;
3284 }
3285
3286
3287 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
3288 static int node_load[MAX_NUMNODES];
3289
3290 /**
3291  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
3292  * @node: node whose fallback list we're appending
3293  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
3294  *
3295  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
3296  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
3297  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
3298  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
3299  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
3300  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
3301  * on them otherwise.
3302  * It returns -1 if no node is found.
3303  */
3304 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
3305 {
3306         int n, val;
3307         int min_val = INT_MAX;
3308         int best_node = NUMA_NO_NODE;
3309         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
3310
3311         /* Use the local node if we haven't already */
3312         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
3313                 node_set(node, *used_node_mask);
3314                 return node;
3315         }
3316
3317         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
3318
3319                 /* Don't want a node to appear more than once */
3320                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
3321                         continue;
3322
3323                 /* Use the distance array to find the distance */
3324                 val = node_distance(node, n);
3325
3326                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
3327                 val += (n < node);
3328
3329                 /* Give preference to headless and unused nodes */
3330                 tmp = cpumask_of_node(n);
3331                 if (!cpumask_empty(tmp))
3332                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
3333
3334                 /* Slight preference for less loaded node */
3335                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
3336                 val += node_load[n];
3337
3338                 if (val < min_val) {
3339                         min_val = val;
3340                         best_node = n;
3341                 }
3342         }
3343
3344         if (best_node >= 0)
3345                 node_set(best_node, *used_node_mask);
3346
3347         return best_node;
3348 }
3349
3350
3351 /*
3352  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
3353  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
3354  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
3355  */
3356 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
3357 {
3358         int j;
3359         struct zonelist *zonelist;
3360
3361         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3362         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
3363                 ;
3364         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3365         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3366         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3367 }
3368
3369 /*
3370  * Build gfp_thisnode zonelists
3371  */
3372 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3373 {
3374         int j;
3375         struct zonelist *zonelist;
3376
3377         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
3378         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
3379         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3380         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3381 }
3382
3383 /*
3384  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
3385  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
3386  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
3387  * may still exist in local DMA zone.
3388  */
3389 static int node_order[MAX_NUMNODES];
3390
3391 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
3392 {
3393         int pos, j, node;
3394         int zone_type;          /* needs to be signed */
3395         struct zone *z;
3396         struct zonelist *zonelist;
3397
3398         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3399         pos = 0;
3400         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3401                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3402                         node = node_order[j];
3403                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3404                         if (populated_zone(z)) {
3405                                 zoneref_set_zone(z,
3406                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3407                                 check_highest_zone(zone_type);
3408                         }
3409                 }
3410         }
3411         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3412         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3413 }
3414
3415 static int default_zonelist_order(void)
3416 {
3417         int nid, zone_type;
3418         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3419         struct zone *z;
3420         int average_size;
3421         /*
3422          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3423          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3424          * into OOM very easily.
3425          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3426          */
3427         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3428         low_kmem_size = 0;
3429         total_size = 0;
3430         for_each_online_node(nid) {
3431                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3432                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3433                         if (populated_zone(z)) {
3434                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3435                                         low_kmem_size += z->managed_pages;
3436                                 total_size += z->managed_pages;
3437                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3438                                 /*
3439                                  * If any node has only lowmem, then node order
3440                                  * is preferred to allow kernel allocations
3441                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3442                                  * on other nodes when there is an abundance of
3443                                  * lowmem available to allocate from.
3444                                  */
3445                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3446                         }
3447                 }
3448         }
3449         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3450             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3451                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3452         /*
3453          * look into each node's config.
3454          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3455          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3456          */
3457         average_size = total_size /
3458                                 (nodes_weight(node_states[N_MEMORY]) + 1);
3459         for_each_online_node(nid) {
3460                 low_kmem_size = 0;
3461                 total_size = 0;
3462                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3463                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3464                         if (populated_zone(z)) {
3465                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3466                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3467                                 total_size += z->present_pages;
3468                         }
3469                 }
3470                 if (low_kmem_size &&
3471                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3472                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3473                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3474         }
3475         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3476 }
3477
3478 static void set_zonelist_order(void)
3479 {
3480         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3481                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3482         else
3483                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3484 }
3485
3486 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3487 {
3488         int j, node, load;
3489         enum zone_type i;
3490         nodemask_t used_mask;
3491         int local_node, prev_node;
3492         struct zonelist *zonelist;
3493         int order = current_zonelist_order;
3494
3495         /* initialize zonelists */
3496         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3497                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3498                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3499                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3500         }
3501
3502         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3503         local_node = pgdat->node_id;
3504         load = nr_online_nodes;
3505         prev_node = local_node;
3506         nodes_clear(used_mask);
3507
3508         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3509         j = 0;
3510
3511         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3512                 /*
3513                  * We don't want to pressure a particular node.
3514                  * So adding penalty to the first node in same
3515                  * distance group to make it round-robin.
3516                  */
3517                 if (node_distance(local_node, node) !=
3518                     node_distance(local_node, prev_node))
3519                         node_load[node] = load;
3520
3521                 prev_node = node;
3522                 load--;
3523                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3524                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3525                 else
3526                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3527         }
3528
3529         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3530                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3531                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3532         }
3533
3534         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3535 }
3536
3537 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3538 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3539 {
3540         struct zonelist *zonelist;
3541         struct zonelist_cache *zlc;
3542         struct zoneref *z;
3543
3544         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3545         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3546         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3547         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3548                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3549 }
3550
3551 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3552 /*
3553  * Return node id of node used for "local" allocations.
3554  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3555  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3556  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3557  */
3558 int local_memory_node(int node)
3559 {
3560         struct zone *zone;
3561
3562         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3563                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3564                                    NULL,
3565                                    &zone);
3566         return zone->node;
3567 }
3568 #endif
3569
3570 #else   /* CONFIG_NUMA */
3571
3572 static void set_zonelist_order(void)
3573 {
3574         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3575 }
3576
3577 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3578 {
3579         int node, local_node;
3580         enum zone_type j;
3581         struct zonelist *zonelist;
3582
3583         local_node = pgdat->node_id;
3584
3585         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3586         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
3587
3588         /*
3589          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3590          * of all the other nodes.
3591          * We don't want to pressure a particular node, so when
3592          * building the zones for node N, we make sure that the
3593          * zones coming right after the local ones are those from
3594          * node N+1 (modulo N)
3595          */
3596         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3597                 if (!node_online(node))
3598                         continue;
3599                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3600         }
3601         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3602                 if (!node_online(node))
3603                         continue;
3604                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
3605         }
3606
3607         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3608         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3609 }
3610
3611 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3612 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3613 {
3614         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3615 }
3616
3617 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3618
3619 /*
3620  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3621  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3622  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3623  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3624  * with interrupts disabled.
3625  *
3626  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3627  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3628  * hotplugged processors.
3629  *
3630  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3631  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3632  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3633  */
3634 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3635 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3636 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3637
3638 /*
3639  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3640  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3641  */
3642 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3643
3644 /* return values int ....just for stop_machine() */
3645 static int __build_all_zonelists(void *data)
3646 {
3647         int nid;
3648         int cpu;
3649         pg_data_t *self = data;
3650
3651 #ifdef CONFIG_NUMA
3652         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3653 #endif
3654
3655         if (self && !node_online(self->node_id)) {
3656                 build_zonelists(self);
3657                 build_zonelist_cache(self);
3658         }
3659
3660         for_each_online_node(nid) {
3661                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3662
3663                 build_zonelists(pgdat);
3664                 build_zonelist_cache(pgdat);
3665         }
3666
3667         /*
3668          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3669          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3670          * each zone will be allocated later when the per cpu
3671          * allocator is available.
3672          *
3673          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3674          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3675          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3676          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3677          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3678          * (a chicken-egg dilemma).
3679          */
3680         for_each_possible_cpu(cpu) {
3681                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3682
3683 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3684                 /*
3685                  * We now know the "local memory node" for each node--
3686                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3687                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3688                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3689                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3690                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3691                  */
3692                 if (cpu_online(cpu))
3693                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3694 #endif
3695         }
3696
3697         return 0;
3698 }
3699
3700 /*
3701  * Called with zonelists_mutex held always
3702  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3703  */
3704 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone)
3705 {
3706         set_zonelist_order();
3707
3708         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3709                 __build_all_zonelists(NULL);
3710                 mminit_verify_zonelist();
3711                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3712         } else {
3713 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3714                 if (zone)
3715                         setup_zone_pageset(zone);
3716 #endif
3717                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3718                    of zonelist */
3719                 stop_machine(__build_all_zonelists, pgdat, NULL);
3720                 /* cpuset refresh routine should be here */
3721         }
3722         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3723         /*
3724          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3725          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3726          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3727          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3728          * disabled and enable it later
3729          */
3730         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3731                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3732         else
3733                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3734
3735         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3736                 "Total pages: %ld\n",
3737                         nr_online_nodes,
3738                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3739                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3740                         vm_total_pages);
3741 #ifdef CONFIG_NUMA
3742         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3743 #endif
3744 }
3745
3746 /*
3747  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3748  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3749  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3750  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3751  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3752  * conservative, even though it seems large.
3753  *
3754  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3755  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3756  */
3757 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3758
3759 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3760 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3761 {
3762         unsigned long size = 1;
3763
3764         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3765
3766         while (size < pages)
3767                 size <<= 1;
3768
3769         /*
3770          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3771          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3772          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3773          */
3774         size = min(size, 4096UL);
3775
3776         return max(size, 4UL);
3777 }
3778 #else
3779 /*
3780  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3781  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3782  *
3783  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3784  *
3785  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3786  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3787  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3788  *
3789  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3790  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3791  *
3792  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3793  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3794  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3795  */
3796 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3797 {
3798         return 4096UL;
3799 }
3800 #endif
3801
3802 /*
3803  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3804  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3805  * hash function before the remainder is taken.
3806  */
3807 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3808 {
3809         return ffz(~size);
3810 }
3811
3812 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3813
3814 /*
3815  * Check if a pageblock contains reserved pages
3816  */
3817 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3818 {
3819         unsigned long pfn;
3820
3821         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3822                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3823                         return 1;
3824         }
3825         return 0;
3826 }
3827
3828 /*
3829  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3830  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3831  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3832  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3833  * blocks as reclaim kicks in
3834  */
3835 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3836 {
3837         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3838         struct page *page;
3839         unsigned long block_migratetype;
3840         int reserve;
3841
3842         /*
3843          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3844          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3845          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3846          * the block.
3847          */
3848         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3849         end_pfn = zone_end_pfn(zone);
3850         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3851         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3852                                                         pageblock_order;
3853
3854         /*
3855          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3856          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3857          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3858          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3859          * future allocation of hugepages at runtime.
3860          */
3861         reserve = min(2, reserve);
3862
3863         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3864                 if (!pfn_valid(pfn))
3865                         continue;
3866                 page = pfn_to_page(pfn);
3867
3868                 /* Watch out for overlapping nodes */
3869                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3870                         continue;
3871
3872                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3873
3874                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3875                 if (reserve > 0) {
3876                         /*
3877                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3878                          * them.
3879                          */
3880                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3881                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3882                                 continue;
3883
3884                         /* If this block is reserved, account for it */
3885                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3886                                 reserve--;
3887                                 continue;
3888                         }
3889
3890                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3891                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3892                                 set_pageblock_migratetype(page,
3893                                                         MIGRATE_RESERVE);
3894                                 move_freepages_block(zone, page,
3895                                                         MIGRATE_RESERVE);
3896                                 reserve--;
3897                                 continue;
3898                         }
3899                 }
3900
3901                 /*
3902                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3903                  * take it back
3904                  */
3905                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3906                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3907                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3908                 }
3909         }
3910 }
3911
3912 /*
3913  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3914  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3915  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3916  */
3917 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3918                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3919 {
3920         struct page *page;
3921         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3922         unsigned long pfn;
3923         struct zone *z;
3924
3925         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3926                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3927
3928         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3929         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3930                 /*
3931                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3932                  * handed to this function.  They do not
3933                  * exist on hotplugged memory.
3934                  */
3935                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3936                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3937                                 continue;
3938                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3939                                 continue;
3940                 }
3941                 page = pfn_to_page(pfn);
3942                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3943                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3944                 init_page_count(page);
3945                 page_mapcount_reset(page);
3946                 page_nid_reset_last(page);
3947                 SetPageReserved(page);
3948                 /*
3949                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3950                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3951                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3952                  * the address space during boot when many long-lived
3953                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3954                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3955                  * setup_zone_migrate_reserve()
3956                  *
3957                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3958                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3959                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3960                  * pfn out of zone.
3961                  */
3962                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3963                     && (pfn < zone_end_pfn(z))
3964                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3965                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3966
3967                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3968 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3969                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3970                 if (!is_highmem_idx(zone))
3971                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3972 #endif
3973         }
3974 }
3975
3976 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3977 {
3978         int order, t;
3979         for_each_migratetype_order(order, t) {
3980                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3981                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3982         }
3983 }
3984
3985 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3986 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3987         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3988 #endif
3989
3990 static int __meminit zone_batchsize(struct zone *zone)
3991 {
3992 #ifdef CONFIG_MMU
3993         int batch;
3994
3995         /*
3996          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
3997          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
3998          *
3999          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
4000          */
4001         batch = zone->managed_pages / 1024;
4002         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
4003                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
4004         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
4005         if (batch < 1)
4006                 batch = 1;
4007
4008         /*
4009          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
4010          * of 2 value was found to be more likely to have
4011          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
4012          *
4013          * For example if 2 tasks are alternately allocating
4014          * batches of pages, one task can end up with a lot
4015          * of pages of one half of the possible page colors
4016          * and the other with pages of the other colors.
4017          */
4018         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
4019
4020         return batch;
4021
4022 #else
4023         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
4024          * conditions.
4025          *
4026          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
4027          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
4028          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
4029          *
4030          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
4031          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
4032          * can be a significant delay between the individual batches being
4033          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
4034          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
4035          */
4036         return 0;
4037 #endif
4038 }
4039
4040 /*
4041  * pcp->high and pcp->batch values are related and dependent on one another:
4042  * ->batch must never be higher then ->high.
4043  * The following function updates them in a safe manner without read side
4044  * locking.
4045  *
4046  * Any new users of pcp->batch and pcp->high should ensure they can cope with
4047  * those fields changing asynchronously (acording the the above rule).
4048  *
4049  * mutex_is_locked(&pcp_batch_high_lock) required when calling this function
4050  * outside of boot time (or some other assurance that no concurrent updaters
4051  * exist).
4052  */
4053 static void pageset_update(struct per_cpu_pages *pcp, unsigned long high,
4054                 unsigned long batch)
4055 {
4056        /* start with a fail safe value for batch */
4057         pcp->batch = 1;
4058         smp_wmb();
4059
4060        /* Update high, then batch, in order */
4061         pcp->high = high;
4062         smp_wmb();
4063
4064         pcp->batch = batch;
4065 }
4066
4067 /* a companion to pageset_set_high() */
4068 static void pageset_set_batch(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4069 {
4070         pageset_update(&p->pcp, 6 * batch, max(1UL, 1 * batch));
4071 }
4072
4073 static void pageset_init(struct per_cpu_pageset *p)
4074 {
4075         struct per_cpu_pages *pcp;
4076         int migratetype;
4077
4078         memset(p, 0, sizeof(*p));
4079
4080         pcp = &p->pcp;
4081         pcp->count = 0;
4082         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
4083                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
4084 }
4085
4086 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4087 {
4088         pageset_init(p);
4089         pageset_set_batch(p, batch);
4090 }
4091
4092 /*
4093  * pageset_set_high() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
4094  * to the value high for the pageset p.
4095  */
4096 static void pageset_set_high(struct per_cpu_pageset *p,
4097                                 unsigned long high)
4098 {
4099         unsigned long batch = max(1UL, high / 4);
4100         if ((high / 4) > (PAGE_SHIFT * 8))
4101                 batch = PAGE_SHIFT * 8;
4102
4103         pageset_update(&p->pcp, high, batch);
4104 }
4105
4106 static void __meminit pageset_set_high_and_batch(struct zone *zone,
4107                 struct per_cpu_pageset *pcp)
4108 {
4109         if (percpu_pagelist_fraction)
4110                 pageset_set_high(pcp,
4111                         (zone->managed_pages /
4112                                 percpu_pagelist_fraction));
4113         else
4114                 pageset_set_batch(pcp, zone_batchsize(zone));
4115 }
4116
4117 static void __meminit zone_pageset_init(struct zone *zone, int cpu)
4118 {
4119         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
4120
4121         pageset_init(pcp);
4122         pageset_set_high_and_batch(zone, pcp);
4123 }
4124
4125 static void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
4126 {
4127         int cpu;
4128         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
4129         for_each_possible_cpu(cpu)
4130                 zone_pageset_init(zone, cpu);
4131 }
4132
4133 /*
4134  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
4135  * Before this call only boot pagesets were available.
4136  */
4137 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
4138 {
4139         struct zone *zone;
4140
4141         for_each_populated_zone(zone)
4142                 setup_zone_pageset(zone);
4143 }
4144
4145 static noinline __init_refok
4146 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
4147 {
4148         int i;
4149         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4150         size_t alloc_size;
4151
4152         /*
4153          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
4154          * per zone.
4155          */
4156         zone->wait_table_hash_nr_entries =
4157                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
4158         zone->wait_table_bits =
4159                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
4160         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
4161                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
4162
4163         if (!slab_is_available()) {
4164                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
4165                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
4166         } else {
4167                 /*
4168                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
4169                  * via memory hot-add.
4170                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
4171                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
4172                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
4173                  * node itself as well.
4174                  * To use this new node's memory, further consideration will be
4175                  * necessary.
4176                  */
4177                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
4178         }
4179         if (!zone->wait_table)
4180                 return -ENOMEM;
4181
4182         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
4183                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
4184
4185         return 0;
4186 }
4187
4188 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
4189 {
4190         /*
4191          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
4192          * relies on the ability of the linker to provide the
4193          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
4194          */
4195         zone->pageset = &boot_pageset;
4196
4197         if (zone->present_pages)
4198                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
4199                         zone->name, zone->present_pages,
4200                                          zone_batchsize(zone));
4201 }
4202
4203 int __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
4204                                         unsigned long zone_start_pfn,
4205                                         unsigned long size,
4206                                         enum memmap_context context)
4207 {
4208         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4209         int ret;
4210         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
4211         if (ret)
4212                 return ret;
4213         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
4214
4215         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
4216
4217         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
4218                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
4219                         pgdat->node_id,
4220                         (unsigned long)zone_idx(zone),
4221                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
4222
4223         zone_init_free_lists(zone);
4224
4225         return 0;
4226 }
4227
4228 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4229 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
4230 /*
4231  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
4232  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
4233  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
4234  * alternative
4235  */
4236 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4237 {
4238         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4239         int i, nid;
4240         /*
4241          * NOTE: The following SMP-unsafe globals are only used early in boot
4242          * when the kernel is running single-threaded.
4243          */
4244         static unsigned long __meminitdata last_start_pfn, last_end_pfn;
4245         static int __meminitdata last_nid;
4246
4247         if (last_start_pfn <= pfn && pfn < last_end_pfn)
4248                 return last_nid;
4249
4250         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
4251                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn) {
4252                         last_start_pfn = start_pfn;
4253                         last_end_pfn = end_pfn;
4254                         last_nid = nid;
4255                         return nid;
4256                 }
4257         /* This is a memory hole */
4258         return -1;
4259 }
4260 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
4261
4262 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4263 {
4264         int nid;
4265
4266         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4267         if (nid >= 0)
4268                 return nid;
4269         /* just returns 0 */
4270         return 0;
4271 }
4272
4273 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
4274 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
4275 {
4276         int nid;
4277
4278         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4279         if (nid >= 0 && nid != node)
4280                 return false;
4281         return true;
4282 }
4283 #endif
4284
4285 /**
4286  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
4287  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
4288  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
4289  *
4290  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4291  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4292  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
4293  */
4294 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
4295 {
4296         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4297         int i, this_nid;
4298
4299         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
4300                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
4301                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
4302
4303                 if (start_pfn < end_pfn)
4304                         free_bootmem_node(NODE_DATA(this_nid),
4305                                           PFN_PHYS(start_pfn),
4306                                           (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT);
4307         }
4308 }
4309
4310 /**
4311  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4312  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4313  *
4314  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4315  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4316  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4317  */
4318 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4319 {
4320         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4321         int i, this_nid;
4322
4323         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
4324                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
4325 }
4326
4327 /**
4328  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4329  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4330  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4331  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4332  *
4333  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4334  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4335  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4336  * PFNs will be 0.
4337  */
4338 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4339                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4340 {
4341         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
4342         int i;
4343
4344         *start_pfn = -1UL;
4345         *end_pfn = 0;
4346
4347         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
4348                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
4349                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
4350         }
4351
4352         if (*start_pfn == -1UL)
4353                 *start_pfn = 0;
4354 }
4355
4356 /*
4357  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4358  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4359  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4360  */
4361 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4362 {
4363         int zone_index;
4364         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4365                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4366                         continue;
4367
4368                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4369                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4370                         break;
4371         }
4372
4373         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4374         movable_zone = zone_index;
4375 }
4376
4377 /*
4378  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4379  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4380  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4381  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4382  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4383  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4384  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4385  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4386  */
4387 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4388                                         unsigned long zone_type,
4389                                         unsigned long node_start_pfn,
4390                                         unsigned long node_end_pfn,
4391                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4392                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4393 {
4394         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4395         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4396                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4397                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4398                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4399                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4400                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4401
4402                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4403                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4404                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4405                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4406
4407                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4408                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4409                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4410         }
4411 }
4412
4413 /*
4414  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4415  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4416  */
4417 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4418                                         unsigned long zone_type,
4419                                         unsigned long node_start_pfn,
4420                                         unsigned long node_end_pfn,
4421                                         unsigned long *ignored)
4422 {
4423         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4424
4425         /* Get the start and end of the zone */
4426         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4427         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4428         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4429                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4430                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4431
4432         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4433         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4434                 return 0;
4435
4436         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4437         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4438         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4439
4440         /* Return the spanned pages */
4441         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4442 }
4443
4444 /*
4445  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4446  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4447  */
4448 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4449                                 unsigned long range_start_pfn,
4450                                 unsigned long range_end_pfn)
4451 {
4452         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
4453         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4454         int i;
4455
4456         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4457                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4458                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4459                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
4460         }
4461         return nr_absent;
4462 }
4463
4464 /**
4465  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4466  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4467  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4468  *
4469  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4470  */
4471 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4472                                                         unsigned long end_pfn)
4473 {
4474         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4475 }
4476
4477 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4478 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4479                                         unsigned long zone_type,
4480                                         unsigned long node_start_pfn,
4481                                         unsigned long node_end_pfn,
4482                                         unsigned long *ignored)
4483 {
4484         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4485         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4486         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4487
4488         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
4489         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
4490
4491         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4492                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4493                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4494         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4495 }
4496
4497 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4498 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4499                                         unsigned long zone_type,
4500                                         unsigned long node_start_pfn,
4501                                         unsigned long node_end_pfn,
4502                                         unsigned long *zones_size)
4503 {
4504         return zones_size[zone_type];
4505 }
4506
4507 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4508                                                 unsigned long zone_type,
4509                                                 unsigned long node_start_pfn,
4510                                                 unsigned long node_end_pfn,
4511                                                 unsigned long *zholes_size)
4512 {
4513         if (!zholes_size)
4514                 return 0;
4515
4516         return zholes_size[zone_type];
4517 }
4518
4519 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4520
4521 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4522                                                 unsigned long node_start_pfn,
4523                                                 unsigned long node_end_pfn,
4524                                                 unsigned long *zones_size,
4525                                                 unsigned long *zholes_size)
4526 {
4527         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4528         enum zone_type i;
4529
4530         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4531                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4532                                                          node_start_pfn,
4533                                                          node_end_pfn,
4534                                                          zones_size);
4535         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4536
4537         realtotalpages = totalpages;
4538         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4539                 realtotalpages -=
4540                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4541                                                   node_start_pfn, node_end_pfn,
4542                                                   zholes_size);
4543         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4544         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4545                                                         realtotalpages);
4546 }
4547
4548 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4549 /*
4550  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4551  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4552  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4553  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4554  * bytes.
4555  */
4556 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
4557 {
4558         unsigned long usemapsize;
4559
4560         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
4561         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4562         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4563         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4564         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4565
4566         return usemapsize / 8;
4567 }
4568
4569 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4570                                 struct zone *zone,
4571                                 unsigned long zone_start_pfn,
4572                                 unsigned long zonesize)
4573 {
4574         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
4575         zone->pageblock_flags = NULL;
4576         if (usemapsize)
4577                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4578                                                                    usemapsize);
4579 }
4580 #else
4581 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
4582                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
4583 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4584
4585 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4586
4587 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4588 void __init set_pageblock_order(void)
4589 {
4590         unsigned int order;
4591
4592         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4593         if (pageblock_order)
4594                 return;
4595
4596         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4597                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4598         else
4599                 order = MAX_ORDER - 1;
4600
4601         /*
4602          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4603          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4604          * powerpc.
4605          */
4606         pageblock_order = order;
4607 }
4608 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4609
4610 /*
4611  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4612  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4613  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4614  * the kernel config
4615  */
4616 void __init set_pageblock_order(void)
4617 {
4618 }
4619
4620 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4621
4622 static unsigned long __paginginit calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
4623                                                    unsigned long present_pages)
4624 {
4625         unsigned long pages = spanned_pages;
4626
4627         /*
4628          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
4629          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
4630          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
4631          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
4632          * populated regions may not naturally algined on page boundary.
4633          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
4634          */
4635         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
4636             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
4637                 pages = present_pages;
4638
4639         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4640 }
4641
4642 /*
4643  * Set up the zone data structures:
4644  *   - mark all pages reserved
4645  *   - mark all memory queues empty
4646  *   - clear the memory bitmaps
4647  *
4648  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
4649  */
4650 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4651                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long node_end_pfn,
4652                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4653 {
4654         enum zone_type j;
4655         int nid = pgdat->node_id;
4656         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4657         int ret;
4658
4659         pgdat_resize_init(pgdat);
4660 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4661         spin_lock_init(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
4662         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
4663         pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies;
4664 #endif
4665         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4666         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
4667         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4668
4669         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4670                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4671                 unsigned long size, realsize, freesize, memmap_pages;
4672
4673                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, node_start_pfn,
4674                                                   node_end_pfn, zones_size);
4675                 realsize = freesize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4676                                                                 node_start_pfn,
4677                                                                 node_end_pfn,
4678                                                                 zholes_size);
4679
4680                 /*
4681                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
4682                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4683                  * and per-cpu initialisations
4684                  */
4685                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, realsize);
4686                 if (freesize >= memmap_pages) {
4687                         freesize -= memmap_pages;
4688                         if (memmap_pages)
4689                                 printk(KERN_DEBUG
4690                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4691                                        zone_names[j], memmap_pages);
4692                 } else
4693                         printk(KERN_WARNING
4694                                 "  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
4695                                 zone_names[j], memmap_pages, freesize);
4696
4697                 /* Account for reserved pages */
4698                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
4699                         freesize -= dma_reserve;
4700                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4701                                         zone_names[0], dma_reserve);
4702                 }
4703
4704                 if (!is_highmem_idx(j))
4705                         nr_kernel_pages += freesize;
4706                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
4707                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
4708                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
4709                 nr_all_pages += freesize;
4710
4711                 zone->spanned_pages = size;
4712                 zone->present_pages = realsize;
4713                 /*
4714                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
4715                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
4716                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
4717                  */
4718                 zone->managed_pages = is_highmem_idx(j) ? realsize : freesize;
4719 #ifdef CONFIG_NUMA
4720                 zone->node = nid;
4721                 zone->min_unmapped_pages = (freesize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4722                                                 / 100;
4723                 zone->min_slab_pages = (freesize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4724 #endif
4725                 zone->name = zone_names[j];
4726                 spin_lock_init(&zone->lock);
4727                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4728                 zone_seqlock_init(zone);
4729                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4730
4731                 zone_pcp_init(zone);
4732                 lruvec_init(&zone->lruvec);
4733                 if (!size)
4734                         continue;
4735
4736                 set_pageblock_order();
4737                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
4738                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4739                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4740                 BUG_ON(ret);
4741                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4742                 zone_start_pfn += size;
4743         }
4744 }
4745
4746 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4747 {
4748         /* Skip empty nodes */
4749         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4750                 return;
4751
4752 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4753         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4754         if (!pgdat->node_mem_map) {
4755                 unsigned long size, start, end;
4756                 struct page *map;
4757
4758                 /*
4759                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4760                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4761                  * for the buddy allocator to function correctly.
4762                  */
4763                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4764                 end = pgdat_end_pfn(pgdat);
4765                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4766                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4767                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4768                 if (!map)
4769                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4770                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4771         }
4772 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4773         /*
4774          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4775          */
4776         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4777                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4778 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4779                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4780                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4781 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4782         }
4783 #endif
4784 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4785 }
4786
4787 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4788                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4789 {
4790         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4791         unsigned long start_pfn = 0;
4792         unsigned long end_pfn = 0;
4793
4794         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
4795         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->classzone_idx);
4796
4797         pgdat->node_id = nid;
4798         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4799         init_zone_allows_reclaim(nid);
4800 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4801         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
4802 #endif
4803         calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn,
4804                                   zones_size, zholes_size);
4805
4806         alloc_node_mem_map(pgdat);
4807 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4808         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4809                 nid, (unsigned long)pgdat,
4810                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4811 #endif
4812
4813         free_area_init_core(pgdat, start_pfn, end_pfn,
4814                             zones_size, zholes_size);
4815 }
4816
4817 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4818
4819 #if MAX_NUMNODES > 1
4820 /*
4821  * Figure out the number of possible node ids.
4822  */
4823 void __init setup_nr_node_ids(void)
4824 {
4825         unsigned int node;
4826         unsigned int highest = 0;
4827
4828         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4829                 highest = node;
4830         nr_node_ids = highest + 1;
4831 }
4832 #endif
4833
4834 /**
4835  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4836  *
4837  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4838  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4839  * all the nodes.
4840  *
4841  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4842  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4843  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4844  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4845  *
4846  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4847  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4848  * populated node map.
4849  *
4850  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4851  * requirement (single node).
4852  */
4853 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4854 {
4855         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4856         unsigned long start, end, mask;
4857         int last_nid = -1;
4858         int i, nid;
4859
4860         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
4861                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4862                         last_nid = nid;
4863                         last_end = end;
4864                         continue;
4865                 }
4866
4867                 /*
4868                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4869                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4870                  * too coarse to separate the current node from the last.
4871                  */
4872                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4873                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4874                         mask <<= 1;
4875
4876                 /* accumulate all internode masks */
4877                 accl_mask |= mask;
4878         }
4879
4880         /* convert mask to number of pages */
4881         return ~accl_mask + 1;
4882 }
4883
4884 /* Find the lowest pfn for a node */
4885 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4886 {
4887         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4888         unsigned long start_pfn;
4889         int i;
4890
4891         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
4892                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
4893
4894         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4895                 printk(KERN_WARNING
4896                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4897                 return 0;
4898         }
4899
4900         return min_pfn;
4901 }
4902
4903 /**
4904  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4905  *
4906  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4907  * add_active_range().
4908  */
4909 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4910 {
4911         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4912 }
4913
4914 /*
4915  * early_calculate_totalpages()
4916  * Sum pages in active regions for movable zone.
4917  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
4918  */
4919 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4920 {
4921         unsigned long totalpages = 0;
4922         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4923         int i, nid;
4924
4925         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
4926                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
4927
4928                 totalpages += pages;
4929                 if (pages)
4930                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
4931         }
4932         return totalpages;
4933 }
4934
4935 /*
4936  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4937  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4938  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4939  * others
4940  */
4941 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
4942 {
4943         int i, nid;
4944         unsigned long usable_startpfn;
4945         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4946         /* save the state before borrow the nodemask */
4947         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
4948         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4949         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
4950
4951         /*
4952          * If movablecore was specified, calculate what size of
4953          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4954          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4955          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4956          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4957          * what movablecore would have allowed.
4958          */
4959         if (required_movablecore) {
4960                 unsigned long corepages;
4961
4962                 /*
4963                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4964                  * was requested by the user
4965                  */
4966                 required_movablecore =
4967                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4968                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4969
4970                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4971         }
4972
4973         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4974         if (!required_kernelcore)
4975                 goto out;
4976
4977         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4978         find_usable_zone_for_movable();
4979         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4980
4981 restart:
4982         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4983         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4984         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4985                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
4986
4987                 /*
4988                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4989                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4990                  * amount of memory for the kernel
4991                  */
4992                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4993                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4994
4995                 /*
4996                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4997                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4998                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4999                  */
5000                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
5001
5002                 /* Go through each range of PFNs within this node */
5003                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
5004                         unsigned long size_pages;
5005
5006                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
5007                         if (start_pfn >= end_pfn)
5008                                 continue;
5009
5010                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
5011                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
5012                                 unsigned long kernel_pages;
5013                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
5014                                                                 - start_pfn;
5015
5016                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
5017                                                         kernelcore_remaining);
5018                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
5019                                                         required_kernelcore);
5020
5021                                 /* Continue if range is now fully accounted */
5022                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
5023
5024                                         /*
5025                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
5026                                          * that if we have to rebalance
5027                                          * kernelcore across nodes, we will
5028                                          * not double account here
5029                                          */
5030                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
5031                                         continue;
5032                                 }
5033                                 start_pfn = usable_startpfn;
5034                         }
5035
5036                         /*
5037                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
5038                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
5039                          * number of pages used as kernelcore
5040                          */
5041                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
5042                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
5043                                 size_pages = kernelcore_remaining;
5044                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
5045
5046                         /*
5047                          * Some kernelcore has been met, update counts and
5048                          * break if the kernelcore for this node has been
5049                          * satisified
5050                          */
5051                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
5052                                                                 size_pages);
5053                         kernelcore_remaining -= size_pages;
5054                         if (!kernelcore_remaining)
5055                                 break;
5056                 }
5057         }
5058
5059         /*
5060          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
5061          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
5062          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
5063          * satisified
5064          */
5065         usable_nodes--;
5066         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
5067                 goto restart;
5068
5069         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
5070         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
5071                 zone_movable_pfn[nid] =
5072                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
5073
5074 out:
5075         /* restore the node_state */
5076         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
5077 }
5078
5079 /* Any regular or high memory on that node ? */
5080 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
5081 {
5082         enum zone_type zone_type;
5083
5084         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
5085                 return;
5086
5087         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
5088                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5089                 if (zone->present_pages) {
5090                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5091                         if (N_NORMAL_MEMORY != N_HIGH_MEMORY &&
5092                             zone_type <= ZONE_NORMAL)
5093                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
5094                         break;
5095                 }
5096         }
5097 }
5098
5099 /**
5100  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5101  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5102  *
5103  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5104  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
5105  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5106  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5107  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5108  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5109  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5110  * at arch_max_dma_pfn.
5111  */
5112 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5113 {
5114         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5115         int i, nid;
5116
5117         /* Record where the zone boundaries are */
5118         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5119                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5120         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5121                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5122         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5123         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5124         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5125                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5126                         continue;
5127                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5128                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5129                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5130                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5131         }
5132         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5133         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5134
5135         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5136         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5137         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
5138
5139         /* Print out the zone ranges */
5140         printk("Zone ranges:\n");
5141         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5142                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5143                         continue;
5144                 printk(KERN_CONT "  %-8s ", zone_names[i]);
5145                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5146                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5147                         printk(KERN_CONT "empty\n");
5148                 else
5149                         printk(KERN_CONT "[mem %0#10lx-%0#10lx]\n",
5150                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] << PAGE_SHIFT,
5151                                 (arch_zone_highest_possible_pfn[i]
5152                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
5153         }
5154
5155         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5156         printk("Movable zone start for each node\n");
5157         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5158                 if (zone_movable_pfn[i])
5159                         printk("  Node %d: %#010lx\n", i,
5160                                zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
5161         }
5162
5163         /* Print out the early node map */
5164         printk("Early memory node ranges\n");
5165         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
5166                 printk("  node %3d: [mem %#010lx-%#010lx]\n", nid,
5167                        start_pfn << PAGE_SHIFT, (end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5168
5169         /* Initialise every node */
5170         mminit_verify_pageflags_layout();
5171         setup_nr_node_ids();
5172         for_each_online_node(nid) {
5173                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5174                 free_area_init_node(nid, NULL,
5175                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5176
5177                 /* Any memory on that node */
5178                 if (pgdat->node_present_pages)
5179                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5180                 check_for_memory(pgdat, nid);
5181         }
5182 }
5183
5184 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5185 {
5186         unsigned long long coremem;
5187         if (!p)
5188                 return -EINVAL;
5189
5190         coremem = memparse(p, &p);
5191         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5192
5193         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5194         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5195
5196         return 0;
5197 }
5198
5199 /*
5200  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5201  * cannot be reclaimed or migrated.
5202  */
5203 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5204 {
5205         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5206 }
5207
5208 /*
5209  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5210  * can be reclaimed or migrated.
5211  */
5212 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5213 {
5214         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5215 }
5216
5217 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5218 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5219
5220 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5221
5222 void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count)
5223 {
5224         spin_lock(&managed_page_count_lock);
5225         page_zone(page)->managed_pages += count;
5226         totalram_pages += count;
5227 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
5228         if (PageHighMem(page))
5229                 totalhigh_pages += count;
5230 #endif
5231         spin_unlock(&managed_page_count_lock);
5232 }
5233 EXPORT_SYMBOL(adjust_managed_page_count);
5234
5235 unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end, int poison, char *s)
5236 {
5237         void *pos;
5238         unsigned long pages = 0;
5239
5240         start = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start);
5241         end = (void *)((unsigned long)end & PAGE_MASK);
5242         for (pos = start; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
5243                 if ((unsigned int)poison <= 0xFF)
5244                         memset(pos, poison, PAGE_SIZE);
5245                 free_reserved_page(virt_to_page(pos));
5246         }
5247
5248         if (pages && s)
5249                 pr_info("Freeing %s memory: %ldK (%p - %p)\n",
5250                         s, pages << (PAGE_SHIFT - 10), start, end);
5251
5252         return pages;
5253 }
5254 EXPORT_SYMBOL(free_reserved_area);
5255
5256 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5257 void free_highmem_page(struct page *page)
5258 {
5259         __free_reserved_page(page);
5260         totalram_pages++;
5261         page_zone(page)->managed_pages++;
5262         totalhigh_pages++;
5263 }
5264 #endif
5265
5266
5267 void __init mem_init_print_info(const char *str)
5268 {
5269         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
5270         unsigned long init_code_size, init_data_size;
5271
5272         physpages = get_num_physpages();
5273         codesize = _etext - _stext;
5274         datasize = _edata - _sdata;
5275         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
5276         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
5277         init_data_size = __init_end - __init_begin;
5278         init_code_size = _einittext - _sinittext;
5279
5280         /*
5281          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
5282          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
5283          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
5284          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
5285          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
5286          */
5287 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
5288         if (start <= pos && pos < end && size > adj) \
5289                 size -= adj;
5290
5291         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
5292                      _sinittext, init_code_size);
5293         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
5294         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
5295         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
5296         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
5297
5298 #undef  adj_init_size
5299
5300         printk("Memory: %luK/%luK available "
5301                "(%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, "
5302                "%luK init, %luK bss, %luK reserved"
5303 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5304                ", %luK highmem"
5305 #endif
5306                "%s%s)\n",
5307                nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10), physpages << (PAGE_SHIFT-10),
5308                codesize >> 10, datasize >> 10, rosize >> 10,
5309                (init_data_size + init_code_size) >> 10, bss_size >> 10,
5310                (physpages - totalram_pages) << (PAGE_SHIFT-10),
5311 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5312                totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10),
5313 #endif
5314                str ? ", " : "", str ? str : "");
5315 }
5316
5317 /**
5318  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5319  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5320  *
5321  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5322  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5323  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5324  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5325  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5326  * smaller per-cpu batchsize.
5327  */
5328 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5329 {
5330         dma_reserve = new_dma_reserve;
5331 }
5332
5333 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5334 {
5335         free_area_init_node(0, zones_size,
5336                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5337 }
5338
5339 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5340                                  unsigned long action, void *hcpu)
5341 {
5342         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5343
5344         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5345                 lru_add_drain_cpu(cpu);
5346                 drain_pages(cpu);
5347
5348                 /*
5349                  * Spill the event counters of the dead processor
5350                  * into the current processors event counters.
5351                  * This artificially elevates the count of the current
5352                  * processor.
5353                  */
5354                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5355
5356                 /*
5357                  * Zero the differential counters of the dead processor
5358                  * so that the vm statistics are consistent.
5359                  *
5360                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5361                  * race with what we are doing.
5362                  */
5363                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5364         }
5365         return NOTIFY_OK;
5366 }
5367
5368 void __init page_alloc_init(void)
5369 {
5370         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5371 }
5372
5373 /*
5374  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5375  *      or min_free_kbytes changes.
5376  */
5377 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5378 {
5379         struct pglist_data *pgdat;
5380         unsigned long reserve_pages = 0;
5381         enum zone_type i, j;
5382
5383         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5384                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5385                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5386                         unsigned long max = 0;
5387
5388                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5389                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5390                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5391                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5392                         }
5393
5394                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5395                         max += high_wmark_pages(zone);
5396
5397                         if (max > zone->managed_pages)
5398                                 max = zone->managed_pages;
5399                         reserve_pages += max;
5400                         /*
5401                          * Lowmem reserves are not available to
5402                          * GFP_HIGHUSER page cache allocations and
5403                          * kswapd tries to balance zones to their high
5404                          * watermark.  As a result, neither should be
5405                          * regarded as dirtyable memory, to prevent a
5406                          * situation where reclaim has to clean pages
5407                          * in order to balance the zones.
5408                          */
5409                         zone->dirty_balance_reserve = max;
5410                 }
5411         }
5412         dirty_balance_reserve = reserve_pages;
5413         totalreserve_pages = reserve_pages;
5414 }
5415
5416 /*
5417  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5418  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5419  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5420  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5421  */
5422 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5423 {
5424         struct pglist_data *pgdat;
5425         enum zone_type j, idx;
5426
5427         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5428                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5429                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5430                         unsigned long managed_pages = zone->managed_pages;
5431
5432                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5433
5434                         idx = j;
5435                         while (idx) {
5436                                 struct zone *lower_zone;
5437
5438                                 idx--;
5439
5440                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5441                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5442
5443                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5444                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = managed_pages /
5445                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5446                                 managed_pages += lower_zone->managed_pages;
5447                         }
5448                 }
5449         }
5450
5451         /* update totalreserve_pages */
5452         calculate_totalreserve_pages();
5453 }
5454
5455 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
5456 {
5457         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5458         unsigned long lowmem_pages = 0;
5459         struct zone *zone;
5460         unsigned long flags;
5461
5462         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5463         for_each_zone(zone) {
5464                 if (!is_highmem(zone))
5465                         lowmem_pages += zone->managed_pages;
5466         }
5467
5468         for_each_zone(zone) {
5469                 u64 tmp;
5470
5471                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5472                 tmp = (u64)pages_min * zone->managed_pages;
5473                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5474                 if (is_highmem(zone)) {
5475                         /*
5476                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5477                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5478                          * value here.
5479                          *
5480                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5481                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5482                          * not be capped for highmem.
5483                          */
5484                         unsigned long min_pages;
5485
5486                         min_pages = zone->managed_pages / 1024;
5487                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
5488                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5489                 } else {
5490                         /*
5491                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5492                          * proportionate to the zone's size.
5493                          */
5494                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5495                 }
5496
5497                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5498                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5499
5500                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5501                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5502         }
5503
5504         /* update totalreserve_pages */
5505         calculate_totalreserve_pages();
5506 }
5507
5508 /**
5509  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5510  * or when memory is hot-{added|removed}
5511  *
5512  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5513  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5514  */
5515 void setup_per_zone_wmarks(void)
5516 {
5517         mutex_lock(&zonelists_mutex);
5518         __setup_per_zone_wmarks();
5519         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
5520 }
5521
5522 /*
5523  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5524  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5525  * to be referenced again before it is swapped out.
5526  *
5527  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5528  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5529  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5530  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5531  *
5532  * total     target    max
5533  * memory    ratio     inactive anon
5534  * -------------------------------------
5535  *   10MB       1         5MB
5536  *  100MB       1        50MB
5537  *    1GB       3       250MB
5538  *   10GB      10       0.9GB
5539  *  100GB      31         3GB
5540  *    1TB     101        10GB
5541  *   10TB     320        32GB
5542  */
5543 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5544 {
5545         unsigned int gb, ratio;
5546
5547         /* Zone size in gigabytes */
5548         gb = zone->managed_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5549         if (gb)
5550                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5551         else
5552                 ratio = 1;
5553
5554         zone->inactive_ratio = ratio;
5555 }
5556
5557 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5558 {
5559         struct zone *zone;
5560
5561         for_each_zone(zone)
5562                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5563 }
5564
5565 /*
5566  * Initialise min_free_kbytes.
5567  *
5568  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5569  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5570  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5571  *
5572  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5573  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5574  *
5575  * which yields
5576  *
5577  * 16MB:        512k
5578  * 32MB:        724k
5579  * 64MB:        1024k
5580  * 128MB:       1448k
5581  * 256MB:       2048k
5582  * 512MB:       2896k
5583  * 1024MB:      4096k
5584  * 2048MB:      5792k
5585  * 4096MB:      8192k
5586  * 8192MB:      11584k
5587  * 16384MB:     16384k
5588  */
5589 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5590 {
5591         unsigned long lowmem_kbytes;
5592
5593         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5594
5595         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5596         if (min_free_kbytes < 128)
5597                 min_free_kbytes = 128;
5598         if (min_free_kbytes > 65536)
5599                 min_free_kbytes = 65536;
5600         setup_per_zone_wmarks();
5601         refresh_zone_stat_thresholds();
5602         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5603         setup_per_zone_inactive_ratio();
5604         return 0;
5605 }
5606 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5607
5608 /*
5609  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5610  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5611  *      changes.
5612  */
5613 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5614         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5615 {
5616         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5617         if (write)
5618                 setup_per_zone_wmarks();
5619         return 0;
5620 }
5621
5622 #ifdef CONFIG_NUMA
5623 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5624         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5625 {
5626         struct zone *zone;
5627         int rc;
5628
5629         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5630         if (rc)
5631                 return rc;
5632
5633         for_each_zone(zone)
5634                 zone->min_unmapped_pages = (zone->managed_pages *
5635                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5636         return 0;
5637 }
5638
5639 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5640         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5641 {
5642         struct zone *zone;
5643         int rc;
5644
5645         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5646         if (rc)
5647                 return rc;
5648
5649         for_each_zone(zone)
5650                 zone->min_slab_pages = (zone->managed_pages *
5651                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5652         return 0;
5653 }
5654 #endif
5655
5656 /*
5657  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5658  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5659  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5660  *
5661  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5662  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5663  * if in function of the boot time zone sizes.
5664  */
5665 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5666         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5667 {
5668         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5669         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5670         return 0;
5671 }
5672
5673 /*
5674  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5675  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5676  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5677  */
5678 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5679         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5680 {
5681         struct zone *zone;
5682         unsigned int cpu;
5683         int ret;
5684
5685         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5686         if (!write || (ret < 0))
5687                 return ret;
5688
5689         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
5690         for_each_populated_zone(zone) {
5691                 unsigned long  high;
5692                 high = zone->managed_pages / percpu_pagelist_fraction;
5693                 for_each_possible_cpu(cpu)
5694                         pageset_set_high(per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu),
5695                                          high);
5696         }
5697         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
5698         return 0;
5699 }
5700
5701 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5702
5703 #ifdef CONFIG_NUMA
5704 static int __init set_hashdist(char *str)
5705 {
5706         if (!str)
5707                 return 0;
5708         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5709         return 1;
5710 }
5711 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5712 #endif
5713
5714 /*
5715  * allocate a large system hash table from bootmem
5716  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5717  *   quantity of entries
5718  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5719  */
5720 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5721                                      unsigned long bucketsize,
5722                                      unsigned long numentries,
5723                                      int scale,
5724                                      int flags,
5725                                      unsigned int *_hash_shift,
5726                                      unsigned int *_hash_mask,
5727                                      unsigned long low_limit,
5728                                      unsigned long high_limit)
5729 {
5730         unsigned long long max = high_limit;
5731         unsigned long log2qty, size;
5732         void *table = NULL;
5733
5734         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5735         if (!numentries) {
5736                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5737                 numentries = nr_kernel_pages;
5738                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5739                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5740                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5741
5742                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5743                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5744                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5745                 else
5746                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5747
5748                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5749                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5750                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5751                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5752                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5753                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5754                                 BUG_ON(!numentries);
5755                         }
5756                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5757                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5758         }
5759         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5760
5761         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5762         if (max == 0) {
5763                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5764                 do_div(max, bucketsize);
5765         }
5766         max = min(max, 0x80000000ULL);
5767
5768         if (numentries < low_limit)
5769                 numentries = low_limit;
5770         if (numentries > max)
5771                 numentries = max;
5772
5773         log2qty = ilog2(numentries);
5774
5775         do {
5776                 size = bucketsize << log2qty;
5777                 if (flags & HASH_EARLY)
5778                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5779                 else if (hashdist)
5780                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5781                 else {
5782                         /*
5783                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5784                          * some pages at the end of hash table which
5785                          * alloc_pages_exact() automatically does
5786                          */
5787                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5788                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5789                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5790                         }
5791                 }
5792         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5793
5794         if (!table)
5795                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5796
5797         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5798                tablename,
5799                (1UL << log2qty),
5800                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5801                size);
5802
5803         if (_hash_shift)
5804                 *_hash_shift = log2qty;
5805         if (_hash_mask)
5806                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5807
5808         return table;
5809 }
5810
5811 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5812 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5813                                                         unsigned long pfn)
5814 {
5815 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5816         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5817 #else
5818         return zone->pageblock_flags;
5819 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5820 }
5821
5822 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5823 {
5824 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5825         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5826         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5827 #else
5828         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5829         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5830 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5831 }
5832
5833 /**
5834  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5835  * @page: The page within the block of interest
5836  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5837  * @end_bitidx: The last bit of interest
5838  * returns pageblock_bits flags
5839  */
5840 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5841                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5842 {
5843         struct zone *zone;
5844         unsigned long *bitmap;
5845         unsigned long pfn, bitidx;
5846         unsigned long flags = 0;
5847         unsigned long value = 1;
5848
5849         zone = page_zone(page);
5850         pfn = page_to_pfn(page);
5851         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5852         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5853
5854         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5855                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5856                         flags |= value;
5857
5858         return flags;
5859 }
5860
5861 /**
5862  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5863  * @page: The page within the block of interest
5864  * @start_bitidx: The first bit of interest
5865  * @end_bitidx: The last bit of interest
5866  * @flags: The flags to set
5867  */
5868 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5869                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5870 {
5871         struct zone *zone;
5872         unsigned long *bitmap;
5873         unsigned long pfn, bitidx;
5874         unsigned long value = 1;
5875
5876         zone = page_zone(page);
5877         pfn = page_to_pfn(page);
5878         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5879         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5880         VM_BUG_ON(!zone_spans_pfn(zone, pfn));
5881
5882         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5883                 if (flags & value)
5884                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5885                 else
5886                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5887 }
5888
5889 /*
5890  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
5891  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
5892  *
5893  * PageLRU check wihtout isolation or lru_lock could race so that
5894  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. It means you can't
5895  * expect this function should be exact.
5896  */
5897 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
5898                          bool skip_hwpoisoned_pages)
5899 {
5900         unsigned long pfn, iter, found;
5901         int mt;
5902
5903         /*
5904          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5905          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains unmovable pages
5906          */
5907         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5908                 return false;
5909         mt = get_pageblock_migratetype(page);
5910         if (mt == MIGRATE_MOVABLE || is_migrate_cma(mt))
5911                 return false;
5912
5913         pfn = page_to_pfn(page);
5914         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5915                 unsigned long check = pfn + iter;
5916
5917                 if (!pfn_valid_within(check))
5918                         continue;
5919
5920                 page = pfn_to_page(check);
5921                 /*
5922                  * We can't use page_count without pin a page
5923                  * because another CPU can free compound page.
5924                  * This check already skips compound tails of THP
5925                  * because their page->_count is zero at all time.
5926                  */
5927                 if (!atomic_read(&page->_count)) {
5928                         if (PageBuddy(page))
5929                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5930                         continue;
5931                 }
5932
5933                 /*
5934                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
5935                  * page_count() is not 0.
5936                  */
5937                 if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page))
5938                         continue;
5939
5940                 if (!PageLRU(page))
5941                         found++;
5942                 /*
5943                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5944                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5945                  * and it still to be fixed.
5946                  */
5947                 /*
5948                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5949                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5950                  *
5951                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5952                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5953                  * page at boot.
5954                  */
5955                 if (found > count)
5956                         return true;
5957         }
5958         return false;
5959 }
5960
5961 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5962 {
5963         struct zone *zone;
5964         unsigned long pfn;
5965
5966         /*
5967          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5968          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5969          * the zone but still within the section.
5970          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
5971          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
5972          */
5973         if (!node_online(page_to_nid(page)))
5974                 return false;
5975
5976         zone = page_zone(page);
5977         pfn = page_to_pfn(page);
5978         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
5979                 return false;
5980
5981         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, true);
5982 }
5983
5984 #ifdef CONFIG_CMA
5985
5986 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
5987 {
5988         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
5989                              pageblock_nr_pages) - 1);
5990 }
5991
5992 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
5993 {
5994         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
5995                                 pageblock_nr_pages));
5996 }
5997
5998 /* [start, end) must belong to a single zone. */
5999 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
6000                                         unsigned long start, unsigned long end)
6001 {
6002         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
6003         unsigned long nr_reclaimed;
6004         unsigned long pfn = start;
6005         unsigned int tries = 0;
6006         int ret = 0;
6007
6008         migrate_prep();
6009
6010         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
6011                 if (fatal_signal_pending(current)) {
6012                         ret = -EINTR;
6013                         break;
6014                 }
6015
6016                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
6017                         cc->nr_migratepages = 0;
6018                         pfn = isolate_migratepages_range(cc->zone, cc,
6019                                                          pfn, end, true);
6020                         if (!pfn) {
6021                                 ret = -EINTR;
6022                                 break;
6023                         }
6024                         tries = 0;
6025                 } else if (++tries == 5) {
6026                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
6027                         break;
6028                 }
6029
6030                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
6031                                                         &cc->migratepages);
6032                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
6033
6034                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
6035                                     0, MIGRATE_SYNC, MR_CMA);
6036         }
6037         if (ret < 0) {
6038                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
6039                 return ret;
6040         }
6041         return 0;
6042 }
6043
6044 /**
6045  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
6046  * @start:      start PFN to allocate
6047  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
6048  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
6049  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
6050  *                      in range must have the same migratetype and it must
6051  *                      be either of the two.
6052  *
6053  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
6054  * aligned, however it's the caller's responsibility to guarantee that
6055  * we are the only thread that changes migrate type of pageblocks the
6056  * pages fall in.
6057  *
6058  * The PFN range must belong to a single zone.
6059  *
6060  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
6061  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
6062  * need to be freed with free_contig_range().
6063  */
6064 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
6065                        unsigned migratetype)
6066 {
6067         unsigned long outer_start, outer_end;
6068         int ret = 0, order;
6069
6070         struct compact_control cc = {
6071                 .nr_migratepages = 0,
6072                 .order = -1,
6073                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
6074                 .sync = true,
6075                 .ignore_skip_hint = true,
6076         };
6077         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
6078
6079         /*
6080          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
6081          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
6082          * have different sizes, and due to the way page allocator
6083          * work, we align the range to biggest of the two pages so
6084          * that page allocator won't try to merge buddies from
6085          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
6086          * other migration type.
6087          *
6088          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
6089          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
6090          * we are interested in).  This will put all the pages in
6091          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
6092          *
6093          * When this is done, we take the pages in range from page
6094          * allocator removing them from the buddy system.  This way
6095          * page allocator will never consider using them.
6096          *
6097          * This lets us mark the pageblocks back as
6098          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
6099          * aligned range but not in the unaligned, original range are
6100          * put back to page allocator so that buddy can use them.
6101          */
6102
6103         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6104                                        pfn_max_align_up(end), migratetype,
6105                                        false);
6106         if (ret)
6107                 return ret;
6108
6109         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
6110         if (ret)
6111                 goto done;
6112
6113         /*
6114          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
6115          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
6116          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
6117          * What we are going to do is to allocate all pages from
6118          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
6119          *
6120          * The only problem is that pages at the beginning and at the
6121          * end of interesting range may be not aligned with pages that
6122          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
6123          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
6124          * once this is done free the pages we are not interested in.
6125          *
6126          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
6127          * isolated thus they won't get removed from buddy.
6128          */
6129
6130         lru_add_drain_all();
6131         drain_all_pages();
6132
6133         order = 0;
6134         outer_start = start;
6135         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
6136                 if (++order >= MAX_ORDER) {
6137                         ret = -EBUSY;
6138                         goto done;
6139                 }
6140                 outer_start &= ~0UL << order;
6141         }
6142
6143         /* Make sure the range is really isolated. */
6144         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
6145                 pr_warn("alloc_contig_range test_pages_isolated(%lx, %lx) failed\n",
6146                        outer_start, end);
6147                 ret = -EBUSY;
6148                 goto done;
6149         }
6150
6151
6152         /* Grab isolated pages from freelists. */
6153         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
6154         if (!outer_end) {
6155                 ret = -EBUSY;
6156                 goto done;
6157         }
6158
6159         /* Free head and tail (if any) */
6160         if (start != outer_start)
6161                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
6162         if (end != outer_end)
6163                 free_contig_range(end, outer_end - end);
6164
6165 done:
6166         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6167                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
6168         return ret;
6169 }
6170
6171 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
6172 {
6173         unsigned int count = 0;
6174
6175         for (; nr_pages--; pfn++) {
6176                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
6177
6178                 count += page_count(page) != 1;
6179                 __free_page(page);
6180         }
6181         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
6182 }
6183 #endif
6184
6185 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6186 /*
6187  * The zone indicated has a new number of managed_pages; batch sizes and percpu
6188  * page high values need to be recalulated.
6189  */
6190 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
6191 {
6192         unsigned cpu;
6193         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
6194         for_each_possible_cpu(cpu)
6195                 pageset_set_high_and_batch(zone,
6196                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
6197         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
6198 }
6199 #endif
6200
6201 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
6202 {
6203         unsigned long flags;
6204         int cpu;
6205         struct per_cpu_pageset *pset;
6206
6207         /* avoid races with drain_pages()  */
6208         local_irq_save(flags);
6209         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
6210                 for_each_online_cpu(cpu) {
6211                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6212                         drain_zonestat(zone, pset);
6213                 }
6214                 free_percpu(zone->pageset);
6215                 zone->pageset = &boot_pageset;
6216         }
6217         local_irq_restore(flags);
6218 }
6219
6220 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
6221 /*
6222  * All pages in the range must be isolated before calling this.
6223  */
6224 void
6225 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
6226 {
6227         struct page *page;
6228         struct zone *zone;
6229         int order, i;
6230         unsigned long pfn;
6231         unsigned long flags;
6232         /* find the first valid pfn */
6233         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
6234                 if (pfn_valid(pfn))
6235                         break;
6236         if (pfn == end_pfn)
6237                 return;
6238         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
6239         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6240         pfn = start_pfn;
6241         while (pfn < end_pfn) {
6242                 if (!pfn_valid(pfn)) {
6243                         pfn++;
6244                         continue;
6245                 }
6246                 page = pfn_to_page(pfn);
6247                 /*
6248                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6249                  * page_count() is not 0.
6250                  */
6251                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
6252                         pfn++;
6253                         SetPageReserved(page);
6254                         continue;
6255                 }
6256
6257                 BUG_ON(page_count(page));
6258                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
6259                 order = page_order(page);
6260 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
6261                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
6262                        pfn, 1 << order, end_pfn);
6263 #endif
6264                 list_del(&page->lru);
6265                 rmv_page_order(page);
6266                 zone->free_area[order].nr_free--;
6267 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
6268                 if (PageHighMem(page))
6269                         totalhigh_pages -= 1 << order;
6270 #endif
6271                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
6272                         SetPageReserved((page+i));
6273                 pfn += (1 << order);
6274         }
6275         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6276 }
6277 #endif
6278
6279 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6280 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
6281 {
6282         struct zone *zone = page_zone(page);
6283         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
6284         unsigned long flags;
6285         int order;
6286
6287         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6288         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
6289                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
6290
6291                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
6292                         break;
6293         }
6294         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6295
6296         return order < MAX_ORDER;
6297 }
6298 #endif
6299
6300 static const struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
6301         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
6302         {1UL << PG_error,               "error"         },
6303         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
6304         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
6305         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
6306         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
6307         {1UL << PG_active,              "active"        },
6308         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
6309         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
6310         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
6311         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
6312         {1UL << PG_private,             "private"       },
6313         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
6314         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
6315 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
6316         {1UL << PG_head,                "head"          },
6317         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
6318 #else
6319         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
6320 #endif
6321         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
6322         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
6323         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
6324         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
6325         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
6326 #ifdef CONFIG_MMU
6327         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
6328 #endif
6329 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
6330         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
6331 #endif
6332 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6333         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
6334 #endif
6335 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6336         {1UL << PG_compound_lock,       "compound_lock" },
6337 #endif
6338 };
6339
6340 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
6341 {
6342         const char *delim = "";
6343         unsigned long mask;
6344         int i;
6345
6346         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(pageflag_names) != __NR_PAGEFLAGS);
6347
6348         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
6349
6350         /* remove zone id */
6351         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
6352
6353         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pageflag_names) && flags; i++) {
6354
6355                 mask = pageflag_names[i].mask;
6356                 if ((flags & mask) != mask)
6357                         continue;
6358
6359                 flags &= ~mask;
6360                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
6361                 delim = "|";
6362         }
6363
6364         /* check for left over flags */
6365         if (flags)
6366                 printk("%s%#lx", delim, flags);
6367
6368         printk(")\n");
6369 }
6370
6371 void dump_page(struct page *page)
6372 {
6373         printk(KERN_ALERT
6374                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
6375                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
6376                 page->mapping, page->index);
6377         dump_page_flags(page->flags);
6378         mem_cgroup_print_bad_page(page);
6379 }