Merge tag 'hwmon-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/groeck...
[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                             (unlikely(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, enum zone_type zone_type)
3157 {
3158         struct zone *zone;
3159
3160         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
3161         zone_type++;
3162
3163         do {
3164                 zone_type--;
3165                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
3166                 if (populated_zone(zone)) {
3167                         zoneref_set_zone(zone,
3168                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
3169                         check_highest_zone(zone_type);
3170                 }
3171
3172         } while (zone_type);
3173         return nr_zones;
3174 }
3175
3176
3177 /*
3178  *  zonelist_order:
3179  *  0 = automatic detection of better ordering.
3180  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
3181  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
3182  *
3183  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
3184  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
3185  */
3186 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
3187 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
3188 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
3189
3190 /* zonelist order in the kernel.
3191  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
3192  */
3193 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3194 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
3195
3196
3197 #ifdef CONFIG_NUMA
3198 /* The value user specified ....changed by config */
3199 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3200 /* string for sysctl */
3201 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
3202 char numa_zonelist_order[16] = "default";
3203
3204 /*
3205  * interface for configure zonelist ordering.
3206  * command line option "numa_zonelist_order"
3207  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
3208  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
3209  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
3210  */
3211
3212 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
3213 {
3214         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
3215                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3216         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
3217                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
3218         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
3219                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3220         } else {
3221                 printk(KERN_WARNING
3222                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
3223                         "%s\n", s);
3224                 return -EINVAL;
3225         }
3226         return 0;
3227 }
3228
3229 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
3230 {
3231         int ret;
3232
3233         if (!s)
3234                 return 0;
3235
3236         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
3237         if (ret == 0)
3238                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3239
3240         return ret;
3241 }
3242 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
3243
3244 /*
3245  * sysctl handler for numa_zonelist_order
3246  */
3247 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
3248                 void __user *buffer, size_t *length,
3249                 loff_t *ppos)
3250 {
3251         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
3252         int ret;
3253         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
3254
3255         mutex_lock(&zl_order_mutex);
3256         if (write) {
3257                 if (strlen((char *)table->data) >= NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN) {
3258                         ret = -EINVAL;
3259                         goto out;
3260                 }
3261                 strcpy(saved_string, (char *)table->data);
3262         }
3263         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
3264         if (ret)
3265                 goto out;
3266         if (write) {
3267                 int oldval = user_zonelist_order;
3268
3269                 ret = __parse_numa_zonelist_order((char *)table->data);
3270                 if (ret) {
3271                         /*
3272                          * bogus value.  restore saved string
3273                          */
3274                         strncpy((char *)table->data, saved_string,
3275                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3276                         user_zonelist_order = oldval;
3277                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
3278                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
3279                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
3280                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
3281                 }
3282         }
3283 out:
3284         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
3285         return ret;
3286 }
3287
3288
3289 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
3290 static int node_load[MAX_NUMNODES];
3291
3292 /**
3293  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
3294  * @node: node whose fallback list we're appending
3295  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
3296  *
3297  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
3298  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
3299  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
3300  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
3301  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
3302  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
3303  * on them otherwise.
3304  * It returns -1 if no node is found.
3305  */
3306 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
3307 {
3308         int n, val;
3309         int min_val = INT_MAX;
3310         int best_node = NUMA_NO_NODE;
3311         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
3312
3313         /* Use the local node if we haven't already */
3314         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
3315                 node_set(node, *used_node_mask);
3316                 return node;
3317         }
3318
3319         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
3320
3321                 /* Don't want a node to appear more than once */
3322                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
3323                         continue;
3324
3325                 /* Use the distance array to find the distance */
3326                 val = node_distance(node, n);
3327
3328                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
3329                 val += (n < node);
3330
3331                 /* Give preference to headless and unused nodes */
3332                 tmp = cpumask_of_node(n);
3333                 if (!cpumask_empty(tmp))
3334                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
3335
3336                 /* Slight preference for less loaded node */
3337                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
3338                 val += node_load[n];
3339
3340                 if (val < min_val) {
3341                         min_val = val;
3342                         best_node = n;
3343                 }
3344         }
3345
3346         if (best_node >= 0)
3347                 node_set(best_node, *used_node_mask);
3348
3349         return best_node;
3350 }
3351
3352
3353 /*
3354  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
3355  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
3356  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
3357  */
3358 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
3359 {
3360         int j;
3361         struct zonelist *zonelist;
3362
3363         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3364         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
3365                 ;
3366         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3367                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3368         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3369         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3370 }
3371
3372 /*
3373  * Build gfp_thisnode zonelists
3374  */
3375 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3376 {
3377         int j;
3378         struct zonelist *zonelist;
3379
3380         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
3381         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3382         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3383         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3384 }
3385
3386 /*
3387  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
3388  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
3389  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
3390  * may still exist in local DMA zone.
3391  */
3392 static int node_order[MAX_NUMNODES];
3393
3394 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
3395 {
3396         int pos, j, node;
3397         int zone_type;          /* needs to be signed */
3398         struct zone *z;
3399         struct zonelist *zonelist;
3400
3401         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3402         pos = 0;
3403         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
3404                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
3405                         node = node_order[j];
3406                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
3407                         if (populated_zone(z)) {
3408                                 zoneref_set_zone(z,
3409                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
3410                                 check_highest_zone(zone_type);
3411                         }
3412                 }
3413         }
3414         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
3415         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
3416 }
3417
3418 static int default_zonelist_order(void)
3419 {
3420         int nid, zone_type;
3421         unsigned long low_kmem_size,total_size;
3422         struct zone *z;
3423         int average_size;
3424         /*
3425          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the system.
3426          * If they are really small and used heavily, the system can fall
3427          * into OOM very easily.
3428          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and configures zone order.
3429          */
3430         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
3431         low_kmem_size = 0;
3432         total_size = 0;
3433         for_each_online_node(nid) {
3434                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3435                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3436                         if (populated_zone(z)) {
3437                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3438                                         low_kmem_size += z->managed_pages;
3439                                 total_size += z->managed_pages;
3440                         } else if (zone_type == ZONE_NORMAL) {
3441                                 /*
3442                                  * If any node has only lowmem, then node order
3443                                  * is preferred to allow kernel allocations
3444                                  * locally; otherwise, they can easily infringe
3445                                  * on other nodes when there is an abundance of
3446                                  * lowmem available to allocate from.
3447                                  */
3448                                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3449                         }
3450                 }
3451         }
3452         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
3453             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
3454                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
3455         /*
3456          * look into each node's config.
3457          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
3458          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
3459          */
3460         average_size = total_size /
3461                                 (nodes_weight(node_states[N_MEMORY]) + 1);
3462         for_each_online_node(nid) {
3463                 low_kmem_size = 0;
3464                 total_size = 0;
3465                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
3466                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
3467                         if (populated_zone(z)) {
3468                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
3469                                         low_kmem_size += z->present_pages;
3470                                 total_size += z->present_pages;
3471                         }
3472                 }
3473                 if (low_kmem_size &&
3474                     total_size > average_size && /* ignore small node */
3475                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
3476                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
3477         }
3478         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
3479 }
3480
3481 static void set_zonelist_order(void)
3482 {
3483         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
3484                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
3485         else
3486                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
3487 }
3488
3489 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3490 {
3491         int j, node, load;
3492         enum zone_type i;
3493         nodemask_t used_mask;
3494         int local_node, prev_node;
3495         struct zonelist *zonelist;
3496         int order = current_zonelist_order;
3497
3498         /* initialize zonelists */
3499         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
3500                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
3501                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
3502                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
3503         }
3504
3505         /* NUMA-aware ordering of nodes */
3506         local_node = pgdat->node_id;
3507         load = nr_online_nodes;
3508         prev_node = local_node;
3509         nodes_clear(used_mask);
3510
3511         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
3512         j = 0;
3513
3514         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
3515                 /*
3516                  * We don't want to pressure a particular node.
3517                  * So adding penalty to the first node in same
3518                  * distance group to make it round-robin.
3519                  */
3520                 if (node_distance(local_node, node) !=
3521                     node_distance(local_node, prev_node))
3522                         node_load[node] = load;
3523
3524                 prev_node = node;
3525                 load--;
3526                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
3527                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
3528                 else
3529                         node_order[j++] = node; /* remember order */
3530         }
3531
3532         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
3533                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
3534                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
3535         }
3536
3537         build_thisnode_zonelists(pgdat);
3538 }
3539
3540 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
3541 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3542 {
3543         struct zonelist *zonelist;
3544         struct zonelist_cache *zlc;
3545         struct zoneref *z;
3546
3547         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3548         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
3549         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
3550         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
3551                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
3552 }
3553
3554 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3555 /*
3556  * Return node id of node used for "local" allocations.
3557  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
3558  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
3559  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
3560  */
3561 int local_memory_node(int node)
3562 {
3563         struct zone *zone;
3564
3565         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
3566                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
3567                                    NULL,
3568                                    &zone);
3569         return zone->node;
3570 }
3571 #endif
3572
3573 #else   /* CONFIG_NUMA */
3574
3575 static void set_zonelist_order(void)
3576 {
3577         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3578 }
3579
3580 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
3581 {
3582         int node, local_node;
3583         enum zone_type j;
3584         struct zonelist *zonelist;
3585
3586         local_node = pgdat->node_id;
3587
3588         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
3589         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);
3590
3591         /*
3592          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
3593          * of all the other nodes.
3594          * We don't want to pressure a particular node, so when
3595          * building the zones for node N, we make sure that the
3596          * zones coming right after the local ones are those from
3597          * node N+1 (modulo N)
3598          */
3599         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
3600                 if (!node_online(node))
3601                         continue;
3602                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3603                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3604         }
3605         for (node = 0; node < local_node; node++) {
3606                 if (!node_online(node))
3607                         continue;
3608                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j,
3609                                                         MAX_NR_ZONES - 1);
3610         }
3611
3612         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
3613         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
3614 }
3615
3616 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
3617 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
3618 {
3619         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
3620 }
3621
3622 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3623
3624 /*
3625  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
3626  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
3627  * that an item put on a list will immediately be handed over to
3628  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
3629  * with interrupts disabled.
3630  *
3631  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
3632  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
3633  * hotplugged processors.
3634  *
3635  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
3636  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
3637  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
3638  */
3639 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
3640 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
3641 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
3642
3643 /*
3644  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
3645  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
3646  */
3647 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
3648
3649 /* return values int ....just for stop_machine() */
3650 static int __build_all_zonelists(void *data)
3651 {
3652         int nid;
3653         int cpu;
3654         pg_data_t *self = data;
3655
3656 #ifdef CONFIG_NUMA
3657         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
3658 #endif
3659
3660         if (self && !node_online(self->node_id)) {
3661                 build_zonelists(self);
3662                 build_zonelist_cache(self);
3663         }
3664
3665         for_each_online_node(nid) {
3666                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3667
3668                 build_zonelists(pgdat);
3669                 build_zonelist_cache(pgdat);
3670         }
3671
3672         /*
3673          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
3674          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
3675          * each zone will be allocated later when the per cpu
3676          * allocator is available.
3677          *
3678          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
3679          * cpus if the system is already booted because the pagesets
3680          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
3681          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
3682          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
3683          * (a chicken-egg dilemma).
3684          */
3685         for_each_possible_cpu(cpu) {
3686                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
3687
3688 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
3689                 /*
3690                  * We now know the "local memory node" for each node--
3691                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
3692                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
3693                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
3694                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
3695                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
3696                  */
3697                 if (cpu_online(cpu))
3698                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
3699 #endif
3700         }
3701
3702         return 0;
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Called with zonelists_mutex held always
3707  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
3708  */
3709 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone)
3710 {
3711         set_zonelist_order();
3712
3713         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
3714                 __build_all_zonelists(NULL);
3715                 mminit_verify_zonelist();
3716                 cpuset_init_current_mems_allowed();
3717         } else {
3718 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3719                 if (zone)
3720                         setup_zone_pageset(zone);
3721 #endif
3722                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
3723                    of zonelist */
3724                 stop_machine(__build_all_zonelists, pgdat, NULL);
3725                 /* cpuset refresh routine should be here */
3726         }
3727         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
3728         /*
3729          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
3730          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
3731          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
3732          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
3733          * disabled and enable it later
3734          */
3735         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
3736                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
3737         else
3738                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
3739
3740         printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
3741                 "Total pages: %ld\n",
3742                         nr_online_nodes,
3743                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
3744                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
3745                         vm_total_pages);
3746 #ifdef CONFIG_NUMA
3747         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
3748 #endif
3749 }
3750
3751 /*
3752  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
3753  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
3754  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
3755  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
3756  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
3757  * conservative, even though it seems large.
3758  *
3759  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
3760  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
3761  */
3762 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
3763
3764 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3765 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3766 {
3767         unsigned long size = 1;
3768
3769         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
3770
3771         while (size < pages)
3772                 size <<= 1;
3773
3774         /*
3775          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
3776          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
3777          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
3778          */
3779         size = min(size, 4096UL);
3780
3781         return max(size, 4UL);
3782 }
3783 #else
3784 /*
3785  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
3786  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
3787  *
3788  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
3789  *
3790  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
3791  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
3792  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
3793  *
3794  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
3795  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
3796  *
3797  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
3798  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
3799  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
3800  */
3801 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
3802 {
3803         return 4096UL;
3804 }
3805 #endif
3806
3807 /*
3808  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
3809  * to extract the more random high bits from the multiplicative
3810  * hash function before the remainder is taken.
3811  */
3812 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
3813 {
3814         return ffz(~size);
3815 }
3816
3817 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
3818
3819 /*
3820  * Check if a pageblock contains reserved pages
3821  */
3822 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
3823 {
3824         unsigned long pfn;
3825
3826         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3827                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
3828                         return 1;
3829         }
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 /*
3834  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
3835  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
3836  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
3837  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
3838  * blocks as reclaim kicks in
3839  */
3840 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
3841 {
3842         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
3843         struct page *page;
3844         unsigned long block_migratetype;
3845         int reserve;
3846
3847         /*
3848          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
3849          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
3850          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
3851          * the block.
3852          */
3853         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
3854         end_pfn = zone_end_pfn(zone);
3855         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
3856         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
3857                                                         pageblock_order;
3858
3859         /*
3860          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
3861          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
3862          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
3863          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
3864          * future allocation of hugepages at runtime.
3865          */
3866         reserve = min(2, reserve);
3867
3868         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
3869                 if (!pfn_valid(pfn))
3870                         continue;
3871                 page = pfn_to_page(pfn);
3872
3873                 /* Watch out for overlapping nodes */
3874                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
3875                         continue;
3876
3877                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
3878
3879                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
3880                 if (reserve > 0) {
3881                         /*
3882                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
3883                          * them.
3884                          */
3885                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
3886                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
3887                                 continue;
3888
3889                         /* If this block is reserved, account for it */
3890                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3891                                 reserve--;
3892                                 continue;
3893                         }
3894
3895                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
3896                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
3897                                 set_pageblock_migratetype(page,
3898                                                         MIGRATE_RESERVE);
3899                                 move_freepages_block(zone, page,
3900                                                         MIGRATE_RESERVE);
3901                                 reserve--;
3902                                 continue;
3903                         }
3904                 }
3905
3906                 /*
3907                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
3908                  * take it back
3909                  */
3910                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
3911                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3912                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
3913                 }
3914         }
3915 }
3916
3917 /*
3918  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
3919  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
3920  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
3921  */
3922 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
3923                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
3924 {
3925         struct page *page;
3926         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
3927         unsigned long pfn;
3928         struct zone *z;
3929
3930         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
3931                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
3932
3933         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone];
3934         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
3935                 /*
3936                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
3937                  * handed to this function.  They do not
3938                  * exist on hotplugged memory.
3939                  */
3940                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
3941                         if (!early_pfn_valid(pfn))
3942                                 continue;
3943                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
3944                                 continue;
3945                 }
3946                 page = pfn_to_page(pfn);
3947                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
3948                 mminit_verify_page_links(page, zone, nid, pfn);
3949                 init_page_count(page);
3950                 page_mapcount_reset(page);
3951                 page_nid_reset_last(page);
3952                 SetPageReserved(page);
3953                 /*
3954                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
3955                  * movable at startup. This will force kernel allocations
3956                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
3957                  * the address space during boot when many long-lived
3958                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
3959                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
3960                  * setup_zone_migrate_reserve()
3961                  *
3962                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
3963                  * can be created for invalid pages (for alignment)
3964                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
3965                  * pfn out of zone.
3966                  */
3967                 if ((z->zone_start_pfn <= pfn)
3968                     && (pfn < zone_end_pfn(z))
3969                     && !(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)))
3970                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
3971
3972                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
3973 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
3974                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
3975                 if (!is_highmem_idx(zone))
3976                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
3977 #endif
3978         }
3979 }
3980
3981 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
3982 {
3983         int order, t;
3984         for_each_migratetype_order(order, t) {
3985                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
3986                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
3987         }
3988 }
3989
3990 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
3991 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
3992         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
3993 #endif
3994
3995 static int __meminit zone_batchsize(struct zone *zone)
3996 {
3997 #ifdef CONFIG_MMU
3998         int batch;
3999
4000         /*
4001          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
4002          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
4003          *
4004          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
4005          */
4006         batch = zone->managed_pages / 1024;
4007         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
4008                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
4009         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
4010         if (batch < 1)
4011                 batch = 1;
4012
4013         /*
4014          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
4015          * of 2 value was found to be more likely to have
4016          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
4017          *
4018          * For example if 2 tasks are alternately allocating
4019          * batches of pages, one task can end up with a lot
4020          * of pages of one half of the possible page colors
4021          * and the other with pages of the other colors.
4022          */
4023         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
4024
4025         return batch;
4026
4027 #else
4028         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
4029          * conditions.
4030          *
4031          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
4032          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
4033          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
4034          *
4035          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
4036          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
4037          * can be a significant delay between the individual batches being
4038          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
4039          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
4040          */
4041         return 0;
4042 #endif
4043 }
4044
4045 /*
4046  * pcp->high and pcp->batch values are related and dependent on one another:
4047  * ->batch must never be higher then ->high.
4048  * The following function updates them in a safe manner without read side
4049  * locking.
4050  *
4051  * Any new users of pcp->batch and pcp->high should ensure they can cope with
4052  * those fields changing asynchronously (acording the the above rule).
4053  *
4054  * mutex_is_locked(&pcp_batch_high_lock) required when calling this function
4055  * outside of boot time (or some other assurance that no concurrent updaters
4056  * exist).
4057  */
4058 static void pageset_update(struct per_cpu_pages *pcp, unsigned long high,
4059                 unsigned long batch)
4060 {
4061        /* start with a fail safe value for batch */
4062         pcp->batch = 1;
4063         smp_wmb();
4064
4065        /* Update high, then batch, in order */
4066         pcp->high = high;
4067         smp_wmb();
4068
4069         pcp->batch = batch;
4070 }
4071
4072 /* a companion to pageset_set_high() */
4073 static void pageset_set_batch(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4074 {
4075         pageset_update(&p->pcp, 6 * batch, max(1UL, 1 * batch));
4076 }
4077
4078 static void pageset_init(struct per_cpu_pageset *p)
4079 {
4080         struct per_cpu_pages *pcp;
4081         int migratetype;
4082
4083         memset(p, 0, sizeof(*p));
4084
4085         pcp = &p->pcp;
4086         pcp->count = 0;
4087         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
4088                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
4089 }
4090
4091 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4092 {
4093         pageset_init(p);
4094         pageset_set_batch(p, batch);
4095 }
4096
4097 /*
4098  * pageset_set_high() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
4099  * to the value high for the pageset p.
4100  */
4101 static void pageset_set_high(struct per_cpu_pageset *p,
4102                                 unsigned long high)
4103 {
4104         unsigned long batch = max(1UL, high / 4);
4105         if ((high / 4) > (PAGE_SHIFT * 8))
4106                 batch = PAGE_SHIFT * 8;
4107
4108         pageset_update(&p->pcp, high, batch);
4109 }
4110
4111 static void __meminit pageset_set_high_and_batch(struct zone *zone,
4112                 struct per_cpu_pageset *pcp)
4113 {
4114         if (percpu_pagelist_fraction)
4115                 pageset_set_high(pcp,
4116                         (zone->managed_pages /
4117                                 percpu_pagelist_fraction));
4118         else
4119                 pageset_set_batch(pcp, zone_batchsize(zone));
4120 }
4121
4122 static void __meminit zone_pageset_init(struct zone *zone, int cpu)
4123 {
4124         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
4125
4126         pageset_init(pcp);
4127         pageset_set_high_and_batch(zone, pcp);
4128 }
4129
4130 static void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
4131 {
4132         int cpu;
4133         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
4134         for_each_possible_cpu(cpu)
4135                 zone_pageset_init(zone, cpu);
4136 }
4137
4138 /*
4139  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
4140  * Before this call only boot pagesets were available.
4141  */
4142 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
4143 {
4144         struct zone *zone;
4145
4146         for_each_populated_zone(zone)
4147                 setup_zone_pageset(zone);
4148 }
4149
4150 static noinline __init_refok
4151 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
4152 {
4153         int i;
4154         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4155         size_t alloc_size;
4156
4157         /*
4158          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
4159          * per zone.
4160          */
4161         zone->wait_table_hash_nr_entries =
4162                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
4163         zone->wait_table_bits =
4164                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
4165         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
4166                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
4167
4168         if (!slab_is_available()) {
4169                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
4170                         alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, alloc_size);
4171         } else {
4172                 /*
4173                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
4174                  * via memory hot-add.
4175                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
4176                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
4177                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
4178                  * node itself as well.
4179                  * To use this new node's memory, further consideration will be
4180                  * necessary.
4181                  */
4182                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
4183         }
4184         if (!zone->wait_table)
4185                 return -ENOMEM;
4186
4187         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
4188                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
4189
4190         return 0;
4191 }
4192
4193 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
4194 {
4195         /*
4196          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
4197          * relies on the ability of the linker to provide the
4198          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
4199          */
4200         zone->pageset = &boot_pageset;
4201
4202         if (zone->present_pages)
4203                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
4204                         zone->name, zone->present_pages,
4205                                          zone_batchsize(zone));
4206 }
4207
4208 int __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
4209                                         unsigned long zone_start_pfn,
4210                                         unsigned long size,
4211                                         enum memmap_context context)
4212 {
4213         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4214         int ret;
4215         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
4216         if (ret)
4217                 return ret;
4218         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
4219
4220         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
4221
4222         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
4223                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
4224                         pgdat->node_id,
4225                         (unsigned long)zone_idx(zone),
4226                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
4227
4228         zone_init_free_lists(zone);
4229
4230         return 0;
4231 }
4232
4233 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4234 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
4235 /*
4236  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
4237  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
4238  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
4239  * alternative
4240  */
4241 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4242 {
4243         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4244         int i, nid;
4245         /*
4246          * NOTE: The following SMP-unsafe globals are only used early in boot
4247          * when the kernel is running single-threaded.
4248          */
4249         static unsigned long __meminitdata last_start_pfn, last_end_pfn;
4250         static int __meminitdata last_nid;
4251
4252         if (last_start_pfn <= pfn && pfn < last_end_pfn)
4253                 return last_nid;
4254
4255         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
4256                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn) {
4257                         last_start_pfn = start_pfn;
4258                         last_end_pfn = end_pfn;
4259                         last_nid = nid;
4260                         return nid;
4261                 }
4262         /* This is a memory hole */
4263         return -1;
4264 }
4265 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
4266
4267 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
4268 {
4269         int nid;
4270
4271         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4272         if (nid >= 0)
4273                 return nid;
4274         /* just returns 0 */
4275         return 0;
4276 }
4277
4278 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
4279 bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
4280 {
4281         int nid;
4282
4283         nid = __early_pfn_to_nid(pfn);
4284         if (nid >= 0 && nid != node)
4285                 return false;
4286         return true;
4287 }
4288 #endif
4289
4290 /**
4291  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
4292  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
4293  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
4294  *
4295  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4296  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4297  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
4298  */
4299 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
4300 {
4301         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4302         int i, this_nid;
4303
4304         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
4305                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
4306                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
4307
4308                 if (start_pfn < end_pfn)
4309                         free_bootmem_node(NODE_DATA(this_nid),
4310                                           PFN_PHYS(start_pfn),
4311                                           (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT);
4312         }
4313 }
4314
4315 /**
4316  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4317  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4318  *
4319  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
4320  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
4321  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
4322  */
4323 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4324 {
4325         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4326         int i, this_nid;
4327
4328         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
4329                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
4330 }
4331
4332 /**
4333  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4334  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4335  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4336  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4337  *
4338  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4339  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
4340  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4341  * PFNs will be 0.
4342  */
4343 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4344                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4345 {
4346         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
4347         int i;
4348
4349         *start_pfn = -1UL;
4350         *end_pfn = 0;
4351
4352         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
4353                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
4354                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
4355         }
4356
4357         if (*start_pfn == -1UL)
4358                 *start_pfn = 0;
4359 }
4360
4361 /*
4362  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4363  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4364  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4365  */
4366 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
4367 {
4368         int zone_index;
4369         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
4370                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
4371                         continue;
4372
4373                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
4374                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
4375                         break;
4376         }
4377
4378         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
4379         movable_zone = zone_index;
4380 }
4381
4382 /*
4383  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
4384  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
4385  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
4386  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
4387  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
4388  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
4389  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
4390  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
4391  */
4392 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
4393                                         unsigned long zone_type,
4394                                         unsigned long node_start_pfn,
4395                                         unsigned long node_end_pfn,
4396                                         unsigned long *zone_start_pfn,
4397                                         unsigned long *zone_end_pfn)
4398 {
4399         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
4400         if (zone_movable_pfn[nid]) {
4401                 /* Size ZONE_MOVABLE */
4402                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
4403                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4404                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
4405                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
4406
4407                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
4408                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
4409                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
4410                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
4411
4412                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
4413                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
4414                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
4415         }
4416 }
4417
4418 /*
4419  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
4420  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
4421  */
4422 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4423                                         unsigned long zone_type,
4424                                         unsigned long *ignored)
4425 {
4426         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4427         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4428
4429         /* Get the start and end of the node and zone */
4430         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4431         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4432         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4433         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4434                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
4435                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4436
4437         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
4438         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
4439                 return 0;
4440
4441         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
4442         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
4443         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
4444
4445         /* Return the spanned pages */
4446         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
4447 }
4448
4449 /*
4450  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
4451  * then all holes in the requested range will be accounted for.
4452  */
4453 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
4454                                 unsigned long range_start_pfn,
4455                                 unsigned long range_end_pfn)
4456 {
4457         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
4458         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4459         int i;
4460
4461         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4462                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4463                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
4464                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
4465         }
4466         return nr_absent;
4467 }
4468
4469 /**
4470  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
4471  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
4472  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
4473  *
4474  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
4475  */
4476 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
4477                                                         unsigned long end_pfn)
4478 {
4479         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
4480 }
4481
4482 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
4483 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4484                                         unsigned long zone_type,
4485                                         unsigned long *ignored)
4486 {
4487         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
4488         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
4489         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
4490         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
4491
4492         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
4493         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
4494         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
4495
4496         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
4497                         node_start_pfn, node_end_pfn,
4498                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
4499         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
4500 }
4501
4502 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4503 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
4504                                         unsigned long zone_type,
4505                                         unsigned long *zones_size)
4506 {
4507         return zones_size[zone_type];
4508 }
4509
4510 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
4511                                                 unsigned long zone_type,
4512                                                 unsigned long *zholes_size)
4513 {
4514         if (!zholes_size)
4515                 return 0;
4516
4517         return zholes_size[zone_type];
4518 }
4519
4520 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4521
4522 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
4523                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4524 {
4525         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
4526         enum zone_type i;
4527
4528         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4529                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4530                                                                 zones_size);
4531         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
4532
4533         realtotalpages = totalpages;
4534         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
4535                 realtotalpages -=
4536                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
4537                                                                 zholes_size);
4538         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
4539         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
4540                                                         realtotalpages);
4541 }
4542
4543 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
4544 /*
4545  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
4546  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
4547  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
4548  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
4549  * bytes.
4550  */
4551 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
4552 {
4553         unsigned long usemapsize;
4554
4555         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
4556         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
4557         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
4558         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
4559         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
4560
4561         return usemapsize / 8;
4562 }
4563
4564 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
4565                                 struct zone *zone,
4566                                 unsigned long zone_start_pfn,
4567                                 unsigned long zonesize)
4568 {
4569         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
4570         zone->pageblock_flags = NULL;
4571         if (usemapsize)
4572                 zone->pageblock_flags = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat,
4573                                                                    usemapsize);
4574 }
4575 #else
4576 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
4577                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
4578 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
4579
4580 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
4581
4582 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
4583 void __init set_pageblock_order(void)
4584 {
4585         unsigned int order;
4586
4587         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
4588         if (pageblock_order)
4589                 return;
4590
4591         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
4592                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
4593         else
4594                 order = MAX_ORDER - 1;
4595
4596         /*
4597          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
4598          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
4599          * powerpc.
4600          */
4601         pageblock_order = order;
4602 }
4603 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4604
4605 /*
4606  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
4607  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
4608  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
4609  * the kernel config
4610  */
4611 void __init set_pageblock_order(void)
4612 {
4613 }
4614
4615 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
4616
4617 static unsigned long __paginginit calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
4618                                                    unsigned long present_pages)
4619 {
4620         unsigned long pages = spanned_pages;
4621
4622         /*
4623          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
4624          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
4625          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
4626          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
4627          * populated regions may not naturally algined on page boundary.
4628          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
4629          */
4630         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
4631             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
4632                 pages = present_pages;
4633
4634         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
4635 }
4636
4637 /*
4638  * Set up the zone data structures:
4639  *   - mark all pages reserved
4640  *   - mark all memory queues empty
4641  *   - clear the memory bitmaps
4642  *
4643  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
4644  */
4645 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
4646                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
4647 {
4648         enum zone_type j;
4649         int nid = pgdat->node_id;
4650         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
4651         int ret;
4652
4653         pgdat_resize_init(pgdat);
4654 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4655         spin_lock_init(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
4656         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
4657         pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies;
4658 #endif
4659         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
4660         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
4661         pgdat_page_cgroup_init(pgdat);
4662
4663         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
4664                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
4665                 unsigned long size, realsize, freesize, memmap_pages;
4666
4667                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
4668                 realsize = freesize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
4669                                                                 zholes_size);
4670
4671                 /*
4672                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
4673                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
4674                  * and per-cpu initialisations
4675                  */
4676                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, realsize);
4677                 if (freesize >= memmap_pages) {
4678                         freesize -= memmap_pages;
4679                         if (memmap_pages)
4680                                 printk(KERN_DEBUG
4681                                        "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
4682                                        zone_names[j], memmap_pages);
4683                 } else
4684                         printk(KERN_WARNING
4685                                 "  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
4686                                 zone_names[j], memmap_pages, freesize);
4687
4688                 /* Account for reserved pages */
4689                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
4690                         freesize -= dma_reserve;
4691                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
4692                                         zone_names[0], dma_reserve);
4693                 }
4694
4695                 if (!is_highmem_idx(j))
4696                         nr_kernel_pages += freesize;
4697                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
4698                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
4699                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
4700                 nr_all_pages += freesize;
4701
4702                 zone->spanned_pages = size;
4703                 zone->present_pages = realsize;
4704                 /*
4705                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
4706                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
4707                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
4708                  */
4709                 zone->managed_pages = is_highmem_idx(j) ? realsize : freesize;
4710 #ifdef CONFIG_NUMA
4711                 zone->node = nid;
4712                 zone->min_unmapped_pages = (freesize*sysctl_min_unmapped_ratio)
4713                                                 / 100;
4714                 zone->min_slab_pages = (freesize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
4715 #endif
4716                 zone->name = zone_names[j];
4717                 spin_lock_init(&zone->lock);
4718                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
4719                 zone_seqlock_init(zone);
4720                 zone->zone_pgdat = pgdat;
4721
4722                 zone_pcp_init(zone);
4723                 lruvec_init(&zone->lruvec);
4724                 if (!size)
4725                         continue;
4726
4727                 set_pageblock_order();
4728                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
4729                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
4730                                                 size, MEMMAP_EARLY);
4731                 BUG_ON(ret);
4732                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
4733                 zone_start_pfn += size;
4734         }
4735 }
4736
4737 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
4738 {
4739         /* Skip empty nodes */
4740         if (!pgdat->node_spanned_pages)
4741                 return;
4742
4743 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4744         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
4745         if (!pgdat->node_mem_map) {
4746                 unsigned long size, start, end;
4747                 struct page *map;
4748
4749                 /*
4750                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
4751                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
4752                  * for the buddy allocator to function correctly.
4753                  */
4754                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
4755                 end = pgdat_end_pfn(pgdat);
4756                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4757                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
4758                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
4759                 if (!map)
4760                         map = alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size);
4761                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
4762         }
4763 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
4764         /*
4765          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
4766          */
4767         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
4768                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
4769 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4770                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
4771                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
4772 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
4773         }
4774 #endif
4775 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
4776 }
4777
4778 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
4779                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
4780 {
4781         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4782
4783         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
4784         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->classzone_idx);
4785
4786         pgdat->node_id = nid;
4787         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
4788         init_zone_allows_reclaim(nid);
4789         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
4790
4791         alloc_node_mem_map(pgdat);
4792 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
4793         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
4794                 nid, (unsigned long)pgdat,
4795                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
4796 #endif
4797
4798         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
4799 }
4800
4801 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4802
4803 #if MAX_NUMNODES > 1
4804 /*
4805  * Figure out the number of possible node ids.
4806  */
4807 void __init setup_nr_node_ids(void)
4808 {
4809         unsigned int node;
4810         unsigned int highest = 0;
4811
4812         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
4813                 highest = node;
4814         nr_node_ids = highest + 1;
4815 }
4816 #endif
4817
4818 /**
4819  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
4820  *
4821  * This function should be called after node map is populated and sorted.
4822  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
4823  * all the nodes.
4824  *
4825  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
4826  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
4827  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
4828  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
4829  *
4830  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
4831  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
4832  * populated node map.
4833  *
4834  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
4835  * requirement (single node).
4836  */
4837 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
4838 {
4839         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
4840         unsigned long start, end, mask;
4841         int last_nid = -1;
4842         int i, nid;
4843
4844         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
4845                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
4846                         last_nid = nid;
4847                         last_end = end;
4848                         continue;
4849                 }
4850
4851                 /*
4852                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
4853                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
4854                  * too coarse to separate the current node from the last.
4855                  */
4856                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
4857                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
4858                         mask <<= 1;
4859
4860                 /* accumulate all internode masks */
4861                 accl_mask |= mask;
4862         }
4863
4864         /* convert mask to number of pages */
4865         return ~accl_mask + 1;
4866 }
4867
4868 /* Find the lowest pfn for a node */
4869 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
4870 {
4871         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
4872         unsigned long start_pfn;
4873         int i;
4874
4875         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
4876                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
4877
4878         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
4879                 printk(KERN_WARNING
4880                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
4881                 return 0;
4882         }
4883
4884         return min_pfn;
4885 }
4886
4887 /**
4888  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
4889  *
4890  * It returns the minimum PFN based on information provided via
4891  * add_active_range().
4892  */
4893 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
4894 {
4895         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
4896 }
4897
4898 /*
4899  * early_calculate_totalpages()
4900  * Sum pages in active regions for movable zone.
4901  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
4902  */
4903 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
4904 {
4905         unsigned long totalpages = 0;
4906         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4907         int i, nid;
4908
4909         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
4910                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
4911
4912                 totalpages += pages;
4913                 if (pages)
4914                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
4915         }
4916         return totalpages;
4917 }
4918
4919 /*
4920  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
4921  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
4922  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
4923  * others
4924  */
4925 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
4926 {
4927         int i, nid;
4928         unsigned long usable_startpfn;
4929         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
4930         /* save the state before borrow the nodemask */
4931         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
4932         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
4933         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
4934
4935         /*
4936          * If movablecore was specified, calculate what size of
4937          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
4938          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
4939          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
4940          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
4941          * what movablecore would have allowed.
4942          */
4943         if (required_movablecore) {
4944                 unsigned long corepages;
4945
4946                 /*
4947                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
4948                  * was requested by the user
4949                  */
4950                 required_movablecore =
4951                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
4952                 corepages = totalpages - required_movablecore;
4953
4954                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
4955         }
4956
4957         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
4958         if (!required_kernelcore)
4959                 goto out;
4960
4961         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
4962         find_usable_zone_for_movable();
4963         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
4964
4965 restart:
4966         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
4967         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4968         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4969                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
4970
4971                 /*
4972                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
4973                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
4974                  * amount of memory for the kernel
4975                  */
4976                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
4977                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
4978
4979                 /*
4980                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
4981                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
4982                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
4983                  */
4984                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
4985
4986                 /* Go through each range of PFNs within this node */
4987                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
4988                         unsigned long size_pages;
4989
4990                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
4991                         if (start_pfn >= end_pfn)
4992                                 continue;
4993
4994                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
4995                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
4996                                 unsigned long kernel_pages;
4997                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
4998                                                                 - start_pfn;
4999
5000                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
5001                                                         kernelcore_remaining);
5002                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
5003                                                         required_kernelcore);
5004
5005                                 /* Continue if range is now fully accounted */
5006                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
5007
5008                                         /*
5009                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
5010                                          * that if we have to rebalance
5011                                          * kernelcore across nodes, we will
5012                                          * not double account here
5013                                          */
5014                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
5015                                         continue;
5016                                 }
5017                                 start_pfn = usable_startpfn;
5018                         }
5019
5020                         /*
5021                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
5022                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
5023                          * number of pages used as kernelcore
5024                          */
5025                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
5026                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
5027                                 size_pages = kernelcore_remaining;
5028                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
5029
5030                         /*
5031                          * Some kernelcore has been met, update counts and
5032                          * break if the kernelcore for this node has been
5033                          * satisified
5034                          */
5035                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
5036                                                                 size_pages);
5037                         kernelcore_remaining -= size_pages;
5038                         if (!kernelcore_remaining)
5039                                 break;
5040                 }
5041         }
5042
5043         /*
5044          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
5045          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
5046          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
5047          * satisified
5048          */
5049         usable_nodes--;
5050         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
5051                 goto restart;
5052
5053         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
5054         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
5055                 zone_movable_pfn[nid] =
5056                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
5057
5058 out:
5059         /* restore the node_state */
5060         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
5061 }
5062
5063 /* Any regular or high memory on that node ? */
5064 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
5065 {
5066         enum zone_type zone_type;
5067
5068         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
5069                 return;
5070
5071         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
5072                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5073                 if (zone->present_pages) {
5074                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5075                         if (N_NORMAL_MEMORY != N_HIGH_MEMORY &&
5076                             zone_type <= ZONE_NORMAL)
5077                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
5078                         break;
5079                 }
5080         }
5081 }
5082
5083 /**
5084  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5085  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5086  *
5087  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5088  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
5089  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5090  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5091  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5092  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5093  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5094  * at arch_max_dma_pfn.
5095  */
5096 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5097 {
5098         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5099         int i, nid;
5100
5101         /* Record where the zone boundaries are */
5102         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5103                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5104         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5105                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5106         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5107         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5108         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5109                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5110                         continue;
5111                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5112                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5113                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5114                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5115         }
5116         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5117         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5118
5119         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5120         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5121         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
5122
5123         /* Print out the zone ranges */
5124         printk("Zone ranges:\n");
5125         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5126                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5127                         continue;
5128                 printk(KERN_CONT "  %-8s ", zone_names[i]);
5129                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5130                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5131                         printk(KERN_CONT "empty\n");
5132                 else
5133                         printk(KERN_CONT "[mem %0#10lx-%0#10lx]\n",
5134                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] << PAGE_SHIFT,
5135                                 (arch_zone_highest_possible_pfn[i]
5136                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
5137         }
5138
5139         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5140         printk("Movable zone start for each node\n");
5141         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5142                 if (zone_movable_pfn[i])
5143                         printk("  Node %d: %#010lx\n", i,
5144                                zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
5145         }
5146
5147         /* Print out the early node map */
5148         printk("Early memory node ranges\n");
5149         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
5150                 printk("  node %3d: [mem %#010lx-%#010lx]\n", nid,
5151                        start_pfn << PAGE_SHIFT, (end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5152
5153         /* Initialise every node */
5154         mminit_verify_pageflags_layout();
5155         setup_nr_node_ids();
5156         for_each_online_node(nid) {
5157                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5158                 free_area_init_node(nid, NULL,
5159                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5160
5161                 /* Any memory on that node */
5162                 if (pgdat->node_present_pages)
5163                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5164                 check_for_memory(pgdat, nid);
5165         }
5166 }
5167
5168 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5169 {
5170         unsigned long long coremem;
5171         if (!p)
5172                 return -EINVAL;
5173
5174         coremem = memparse(p, &p);
5175         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5176
5177         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5178         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5179
5180         return 0;
5181 }
5182
5183 /*
5184  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5185  * cannot be reclaimed or migrated.
5186  */
5187 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5188 {
5189         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5190 }
5191
5192 /*
5193  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5194  * can be reclaimed or migrated.
5195  */
5196 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5197 {
5198         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5199 }
5200
5201 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5202 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5203
5204 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5205
5206 void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count)
5207 {
5208         spin_lock(&managed_page_count_lock);
5209         page_zone(page)->managed_pages += count;
5210         totalram_pages += count;
5211 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
5212         if (PageHighMem(page))
5213                 totalhigh_pages += count;
5214 #endif
5215         spin_unlock(&managed_page_count_lock);
5216 }
5217 EXPORT_SYMBOL(adjust_managed_page_count);
5218
5219 unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end, int poison, char *s)
5220 {
5221         void *pos;
5222         unsigned long pages = 0;
5223
5224         start = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start);
5225         end = (void *)((unsigned long)end & PAGE_MASK);
5226         for (pos = start; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
5227                 if ((unsigned int)poison <= 0xFF)
5228                         memset(pos, poison, PAGE_SIZE);
5229                 free_reserved_page(virt_to_page(pos));
5230         }
5231
5232         if (pages && s)
5233                 pr_info("Freeing %s memory: %ldK (%p - %p)\n",
5234                         s, pages << (PAGE_SHIFT - 10), start, end);
5235
5236         return pages;
5237 }
5238 EXPORT_SYMBOL(free_reserved_area);
5239
5240 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5241 void free_highmem_page(struct page *page)
5242 {
5243         __free_reserved_page(page);
5244         totalram_pages++;
5245         page_zone(page)->managed_pages++;
5246         totalhigh_pages++;
5247 }
5248 #endif
5249
5250
5251 void __init mem_init_print_info(const char *str)
5252 {
5253         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
5254         unsigned long init_code_size, init_data_size;
5255
5256         physpages = get_num_physpages();
5257         codesize = _etext - _stext;
5258         datasize = _edata - _sdata;
5259         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
5260         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
5261         init_data_size = __init_end - __init_begin;
5262         init_code_size = _einittext - _sinittext;
5263
5264         /*
5265          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
5266          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
5267          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
5268          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
5269          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
5270          */
5271 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
5272         if (start <= pos && pos < end && size > adj) \
5273                 size -= adj;
5274
5275         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
5276                      _sinittext, init_code_size);
5277         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
5278         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
5279         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
5280         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
5281
5282 #undef  adj_init_size
5283
5284         printk("Memory: %luK/%luK available "
5285                "(%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, "
5286                "%luK init, %luK bss, %luK reserved"
5287 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5288                ", %luK highmem"
5289 #endif
5290                "%s%s)\n",
5291                nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10), physpages << (PAGE_SHIFT-10),
5292                codesize >> 10, datasize >> 10, rosize >> 10,
5293                (init_data_size + init_code_size) >> 10, bss_size >> 10,
5294                (physpages - totalram_pages) << (PAGE_SHIFT-10),
5295 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5296                totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10),
5297 #endif
5298                str ? ", " : "", str ? str : "");
5299 }
5300
5301 /**
5302  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5303  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5304  *
5305  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5306  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5307  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5308  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5309  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
5310  * smaller per-cpu batchsize.
5311  */
5312 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
5313 {
5314         dma_reserve = new_dma_reserve;
5315 }
5316
5317 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
5318 {
5319         free_area_init_node(0, zones_size,
5320                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
5321 }
5322
5323 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
5324                                  unsigned long action, void *hcpu)
5325 {
5326         int cpu = (unsigned long)hcpu;
5327
5328         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
5329                 lru_add_drain_cpu(cpu);
5330                 drain_pages(cpu);
5331
5332                 /*
5333                  * Spill the event counters of the dead processor
5334                  * into the current processors event counters.
5335                  * This artificially elevates the count of the current
5336                  * processor.
5337                  */
5338                 vm_events_fold_cpu(cpu);
5339
5340                 /*
5341                  * Zero the differential counters of the dead processor
5342                  * so that the vm statistics are consistent.
5343                  *
5344                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
5345                  * race with what we are doing.
5346                  */
5347                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
5348         }
5349         return NOTIFY_OK;
5350 }
5351
5352 void __init page_alloc_init(void)
5353 {
5354         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
5355 }
5356
5357 /*
5358  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
5359  *      or min_free_kbytes changes.
5360  */
5361 static void calculate_totalreserve_pages(void)
5362 {
5363         struct pglist_data *pgdat;
5364         unsigned long reserve_pages = 0;
5365         enum zone_type i, j;
5366
5367         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5368                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5369                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5370                         unsigned long max = 0;
5371
5372                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
5373                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5374                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
5375                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
5376                         }
5377
5378                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
5379                         max += high_wmark_pages(zone);
5380
5381                         if (max > zone->managed_pages)
5382                                 max = zone->managed_pages;
5383                         reserve_pages += max;
5384                         /*
5385                          * Lowmem reserves are not available to
5386                          * GFP_HIGHUSER page cache allocations and
5387                          * kswapd tries to balance zones to their high
5388                          * watermark.  As a result, neither should be
5389                          * regarded as dirtyable memory, to prevent a
5390                          * situation where reclaim has to clean pages
5391                          * in order to balance the zones.
5392                          */
5393                         zone->dirty_balance_reserve = max;
5394                 }
5395         }
5396         dirty_balance_reserve = reserve_pages;
5397         totalreserve_pages = reserve_pages;
5398 }
5399
5400 /*
5401  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
5402  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
5403  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
5404  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
5405  */
5406 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
5407 {
5408         struct pglist_data *pgdat;
5409         enum zone_type j, idx;
5410
5411         for_each_online_pgdat(pgdat) {
5412                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5413                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5414                         unsigned long managed_pages = zone->managed_pages;
5415
5416                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
5417
5418                         idx = j;
5419                         while (idx) {
5420                                 struct zone *lower_zone;
5421
5422                                 idx--;
5423
5424                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
5425                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
5426
5427                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
5428                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = managed_pages /
5429                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
5430                                 managed_pages += lower_zone->managed_pages;
5431                         }
5432                 }
5433         }
5434
5435         /* update totalreserve_pages */
5436         calculate_totalreserve_pages();
5437 }
5438
5439 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
5440 {
5441         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
5442         unsigned long lowmem_pages = 0;
5443         struct zone *zone;
5444         unsigned long flags;
5445
5446         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
5447         for_each_zone(zone) {
5448                 if (!is_highmem(zone))
5449                         lowmem_pages += zone->managed_pages;
5450         }
5451
5452         for_each_zone(zone) {
5453                 u64 tmp;
5454
5455                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5456                 tmp = (u64)pages_min * zone->managed_pages;
5457                 do_div(tmp, lowmem_pages);
5458                 if (is_highmem(zone)) {
5459                         /*
5460                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
5461                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
5462                          * value here.
5463                          *
5464                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
5465                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
5466                          * not be capped for highmem.
5467                          */
5468                         unsigned long min_pages;
5469
5470                         min_pages = zone->managed_pages / 1024;
5471                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
5472                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
5473                 } else {
5474                         /*
5475                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
5476                          * proportionate to the zone's size.
5477                          */
5478                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
5479                 }
5480
5481                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
5482                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
5483
5484                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
5485                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5486         }
5487
5488         /* update totalreserve_pages */
5489         calculate_totalreserve_pages();
5490 }
5491
5492 /**
5493  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
5494  * or when memory is hot-{added|removed}
5495  *
5496  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
5497  * correctly with respect to min_free_kbytes.
5498  */
5499 void setup_per_zone_wmarks(void)
5500 {
5501         mutex_lock(&zonelists_mutex);
5502         __setup_per_zone_wmarks();
5503         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
5504 }
5505
5506 /*
5507  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
5508  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
5509  * to be referenced again before it is swapped out.
5510  *
5511  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
5512  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
5513  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
5514  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
5515  *
5516  * total     target    max
5517  * memory    ratio     inactive anon
5518  * -------------------------------------
5519  *   10MB       1         5MB
5520  *  100MB       1        50MB
5521  *    1GB       3       250MB
5522  *   10GB      10       0.9GB
5523  *  100GB      31         3GB
5524  *    1TB     101        10GB
5525  *   10TB     320        32GB
5526  */
5527 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
5528 {
5529         unsigned int gb, ratio;
5530
5531         /* Zone size in gigabytes */
5532         gb = zone->managed_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
5533         if (gb)
5534                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
5535         else
5536                 ratio = 1;
5537
5538         zone->inactive_ratio = ratio;
5539 }
5540
5541 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
5542 {
5543         struct zone *zone;
5544
5545         for_each_zone(zone)
5546                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
5547 }
5548
5549 /*
5550  * Initialise min_free_kbytes.
5551  *
5552  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
5553  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
5554  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
5555  *
5556  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
5557  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
5558  *
5559  * which yields
5560  *
5561  * 16MB:        512k
5562  * 32MB:        724k
5563  * 64MB:        1024k
5564  * 128MB:       1448k
5565  * 256MB:       2048k
5566  * 512MB:       2896k
5567  * 1024MB:      4096k
5568  * 2048MB:      5792k
5569  * 4096MB:      8192k
5570  * 8192MB:      11584k
5571  * 16384MB:     16384k
5572  */
5573 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
5574 {
5575         unsigned long lowmem_kbytes;
5576
5577         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
5578
5579         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
5580         if (min_free_kbytes < 128)
5581                 min_free_kbytes = 128;
5582         if (min_free_kbytes > 65536)
5583                 min_free_kbytes = 65536;
5584         setup_per_zone_wmarks();
5585         refresh_zone_stat_thresholds();
5586         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5587         setup_per_zone_inactive_ratio();
5588         return 0;
5589 }
5590 module_init(init_per_zone_wmark_min)
5591
5592 /*
5593  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
5594  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
5595  *      changes.
5596  */
5597 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
5598         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5599 {
5600         proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
5601         if (write)
5602                 setup_per_zone_wmarks();
5603         return 0;
5604 }
5605
5606 #ifdef CONFIG_NUMA
5607 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5608         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5609 {
5610         struct zone *zone;
5611         int rc;
5612
5613         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5614         if (rc)
5615                 return rc;
5616
5617         for_each_zone(zone)
5618                 zone->min_unmapped_pages = (zone->managed_pages *
5619                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
5620         return 0;
5621 }
5622
5623 int sysctl_min_slab_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_slab_pages = (zone->managed_pages *
5635                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5636         return 0;
5637 }
5638 #endif
5639
5640 /*
5641  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
5642  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
5643  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
5644  *
5645  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
5646  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
5647  * if in function of the boot time zone sizes.
5648  */
5649 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5650         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5651 {
5652         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5653         setup_per_zone_lowmem_reserve();
5654         return 0;
5655 }
5656
5657 /*
5658  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
5659  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
5660  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
5661  */
5662 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
5663         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
5664 {
5665         struct zone *zone;
5666         unsigned int cpu;
5667         int ret;
5668
5669         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
5670         if (!write || (ret < 0))
5671                 return ret;
5672
5673         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
5674         for_each_populated_zone(zone) {
5675                 unsigned long  high;
5676                 high = zone->managed_pages / percpu_pagelist_fraction;
5677                 for_each_possible_cpu(cpu)
5678                         pageset_set_high(per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu),
5679                                          high);
5680         }
5681         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
5682         return 0;
5683 }
5684
5685 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
5686
5687 #ifdef CONFIG_NUMA
5688 static int __init set_hashdist(char *str)
5689 {
5690         if (!str)
5691                 return 0;
5692         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
5693         return 1;
5694 }
5695 __setup("hashdist=", set_hashdist);
5696 #endif
5697
5698 /*
5699  * allocate a large system hash table from bootmem
5700  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
5701  *   quantity of entries
5702  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
5703  */
5704 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
5705                                      unsigned long bucketsize,
5706                                      unsigned long numentries,
5707                                      int scale,
5708                                      int flags,
5709                                      unsigned int *_hash_shift,
5710                                      unsigned int *_hash_mask,
5711                                      unsigned long low_limit,
5712                                      unsigned long high_limit)
5713 {
5714         unsigned long long max = high_limit;
5715         unsigned long log2qty, size;
5716         void *table = NULL;
5717
5718         /* allow the kernel cmdline to have a say */
5719         if (!numentries) {
5720                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
5721                 numentries = nr_kernel_pages;
5722                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
5723                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
5724                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
5725
5726                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
5727                 if (scale > PAGE_SHIFT)
5728                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
5729                 else
5730                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
5731
5732                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
5733                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
5734                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
5735                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
5736                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
5737                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
5738                                 BUG_ON(!numentries);
5739                         }
5740                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
5741                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
5742         }
5743         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
5744
5745         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
5746         if (max == 0) {
5747                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
5748                 do_div(max, bucketsize);
5749         }
5750         max = min(max, 0x80000000ULL);
5751
5752         if (numentries < low_limit)
5753                 numentries = low_limit;
5754         if (numentries > max)
5755                 numentries = max;
5756
5757         log2qty = ilog2(numentries);
5758
5759         do {
5760                 size = bucketsize << log2qty;
5761                 if (flags & HASH_EARLY)
5762                         table = alloc_bootmem_nopanic(size);
5763                 else if (hashdist)
5764                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
5765                 else {
5766                         /*
5767                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
5768                          * some pages at the end of hash table which
5769                          * alloc_pages_exact() automatically does
5770                          */
5771                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
5772                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
5773                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
5774                         }
5775                 }
5776         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
5777
5778         if (!table)
5779                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
5780
5781         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
5782                tablename,
5783                (1UL << log2qty),
5784                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
5785                size);
5786
5787         if (_hash_shift)
5788                 *_hash_shift = log2qty;
5789         if (_hash_mask)
5790                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
5791
5792         return table;
5793 }
5794
5795 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
5796 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
5797                                                         unsigned long pfn)
5798 {
5799 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5800         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
5801 #else
5802         return zone->pageblock_flags;
5803 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5804 }
5805
5806 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
5807 {
5808 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
5809         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
5810         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5811 #else
5812         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
5813         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
5814 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5815 }
5816
5817 /**
5818  * get_pageblock_flags_group - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
5819  * @page: The page within the block of interest
5820  * @start_bitidx: The first bit of interest to retrieve
5821  * @end_bitidx: The last bit of interest
5822  * returns pageblock_bits flags
5823  */
5824 unsigned long get_pageblock_flags_group(struct page *page,
5825                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5826 {
5827         struct zone *zone;
5828         unsigned long *bitmap;
5829         unsigned long pfn, bitidx;
5830         unsigned long flags = 0;
5831         unsigned long value = 1;
5832
5833         zone = page_zone(page);
5834         pfn = page_to_pfn(page);
5835         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5836         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5837
5838         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5839                 if (test_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap))
5840                         flags |= value;
5841
5842         return flags;
5843 }
5844
5845 /**
5846  * set_pageblock_flags_group - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
5847  * @page: The page within the block of interest
5848  * @start_bitidx: The first bit of interest
5849  * @end_bitidx: The last bit of interest
5850  * @flags: The flags to set
5851  */
5852 void set_pageblock_flags_group(struct page *page, unsigned long flags,
5853                                         int start_bitidx, int end_bitidx)
5854 {
5855         struct zone *zone;
5856         unsigned long *bitmap;
5857         unsigned long pfn, bitidx;
5858         unsigned long value = 1;
5859
5860         zone = page_zone(page);
5861         pfn = page_to_pfn(page);
5862         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
5863         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
5864         VM_BUG_ON(!zone_spans_pfn(zone, pfn));
5865
5866         for (; start_bitidx <= end_bitidx; start_bitidx++, value <<= 1)
5867                 if (flags & value)
5868                         __set_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5869                 else
5870                         __clear_bit(bitidx + start_bitidx, bitmap);
5871 }
5872
5873 /*
5874  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
5875  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
5876  *
5877  * PageLRU check wihtout isolation or lru_lock could race so that
5878  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. It means you can't
5879  * expect this function should be exact.
5880  */
5881 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
5882                          bool skip_hwpoisoned_pages)
5883 {
5884         unsigned long pfn, iter, found;
5885         int mt;
5886
5887         /*
5888          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
5889          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains unmovable pages
5890          */
5891         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
5892                 return false;
5893         mt = get_pageblock_migratetype(page);
5894         if (mt == MIGRATE_MOVABLE || is_migrate_cma(mt))
5895                 return false;
5896
5897         pfn = page_to_pfn(page);
5898         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
5899                 unsigned long check = pfn + iter;
5900
5901                 if (!pfn_valid_within(check))
5902                         continue;
5903
5904                 page = pfn_to_page(check);
5905                 /*
5906                  * We can't use page_count without pin a page
5907                  * because another CPU can free compound page.
5908                  * This check already skips compound tails of THP
5909                  * because their page->_count is zero at all time.
5910                  */
5911                 if (!atomic_read(&page->_count)) {
5912                         if (PageBuddy(page))
5913                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
5914                         continue;
5915                 }
5916
5917                 /*
5918                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
5919                  * page_count() is not 0.
5920                  */
5921                 if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page))
5922                         continue;
5923
5924                 if (!PageLRU(page))
5925                         found++;
5926                 /*
5927                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check it.
5928                  * But now, memory offline itself doesn't call shrink_slab()
5929                  * and it still to be fixed.
5930                  */
5931                 /*
5932                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
5933                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
5934                  *
5935                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
5936                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
5937                  * page at boot.
5938                  */
5939                 if (found > count)
5940                         return true;
5941         }
5942         return false;
5943 }
5944
5945 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
5946 {
5947         struct zone *zone;
5948         unsigned long pfn;
5949
5950         /*
5951          * We have to be careful here because we are iterating over memory
5952          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
5953          * the zone but still within the section.
5954          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
5955          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
5956          */
5957         if (!node_online(page_to_nid(page)))
5958                 return false;
5959
5960         zone = page_zone(page);
5961         pfn = page_to_pfn(page);
5962         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
5963                 return false;
5964
5965         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, true);
5966 }
5967
5968 #ifdef CONFIG_CMA
5969
5970 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
5971 {
5972         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
5973                              pageblock_nr_pages) - 1);
5974 }
5975
5976 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
5977 {
5978         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
5979                                 pageblock_nr_pages));
5980 }
5981
5982 /* [start, end) must belong to a single zone. */
5983 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
5984                                         unsigned long start, unsigned long end)
5985 {
5986         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
5987         unsigned long nr_reclaimed;
5988         unsigned long pfn = start;
5989         unsigned int tries = 0;
5990         int ret = 0;
5991
5992         migrate_prep();
5993
5994         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
5995                 if (fatal_signal_pending(current)) {
5996                         ret = -EINTR;
5997                         break;
5998                 }
5999
6000                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
6001                         cc->nr_migratepages = 0;
6002                         pfn = isolate_migratepages_range(cc->zone, cc,
6003                                                          pfn, end, true);
6004                         if (!pfn) {
6005                                 ret = -EINTR;
6006                                 break;
6007                         }
6008                         tries = 0;
6009                 } else if (++tries == 5) {
6010                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
6011                         break;
6012                 }
6013
6014                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
6015                                                         &cc->migratepages);
6016                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
6017
6018                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
6019                                     0, MIGRATE_SYNC, MR_CMA);
6020         }
6021         if (ret < 0) {
6022                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
6023                 return ret;
6024         }
6025         return 0;
6026 }
6027
6028 /**
6029  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
6030  * @start:      start PFN to allocate
6031  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
6032  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
6033  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
6034  *                      in range must have the same migratetype and it must
6035  *                      be either of the two.
6036  *
6037  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
6038  * aligned, however it's the caller's responsibility to guarantee that
6039  * we are the only thread that changes migrate type of pageblocks the
6040  * pages fall in.
6041  *
6042  * The PFN range must belong to a single zone.
6043  *
6044  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
6045  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
6046  * need to be freed with free_contig_range().
6047  */
6048 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
6049                        unsigned migratetype)
6050 {
6051         unsigned long outer_start, outer_end;
6052         int ret = 0, order;
6053
6054         struct compact_control cc = {
6055                 .nr_migratepages = 0,
6056                 .order = -1,
6057                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
6058                 .sync = true,
6059                 .ignore_skip_hint = true,
6060         };
6061         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
6062
6063         /*
6064          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
6065          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
6066          * have different sizes, and due to the way page allocator
6067          * work, we align the range to biggest of the two pages so
6068          * that page allocator won't try to merge buddies from
6069          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
6070          * other migration type.
6071          *
6072          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
6073          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
6074          * we are interested in).  This will put all the pages in
6075          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
6076          *
6077          * When this is done, we take the pages in range from page
6078          * allocator removing them from the buddy system.  This way
6079          * page allocator will never consider using them.
6080          *
6081          * This lets us mark the pageblocks back as
6082          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
6083          * aligned range but not in the unaligned, original range are
6084          * put back to page allocator so that buddy can use them.
6085          */
6086
6087         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6088                                        pfn_max_align_up(end), migratetype,
6089                                        false);
6090         if (ret)
6091                 return ret;
6092
6093         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
6094         if (ret)
6095                 goto done;
6096
6097         /*
6098          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
6099          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
6100          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
6101          * What we are going to do is to allocate all pages from
6102          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
6103          *
6104          * The only problem is that pages at the beginning and at the
6105          * end of interesting range may be not aligned with pages that
6106          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
6107          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
6108          * once this is done free the pages we are not interested in.
6109          *
6110          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
6111          * isolated thus they won't get removed from buddy.
6112          */
6113
6114         lru_add_drain_all();
6115         drain_all_pages();
6116
6117         order = 0;
6118         outer_start = start;
6119         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
6120                 if (++order >= MAX_ORDER) {
6121                         ret = -EBUSY;
6122                         goto done;
6123                 }
6124                 outer_start &= ~0UL << order;
6125         }
6126
6127         /* Make sure the range is really isolated. */
6128         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
6129                 pr_warn("alloc_contig_range test_pages_isolated(%lx, %lx) failed\n",
6130                        outer_start, end);
6131                 ret = -EBUSY;
6132                 goto done;
6133         }
6134
6135
6136         /* Grab isolated pages from freelists. */
6137         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
6138         if (!outer_end) {
6139                 ret = -EBUSY;
6140                 goto done;
6141         }
6142
6143         /* Free head and tail (if any) */
6144         if (start != outer_start)
6145                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
6146         if (end != outer_end)
6147                 free_contig_range(end, outer_end - end);
6148
6149 done:
6150         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6151                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
6152         return ret;
6153 }
6154
6155 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
6156 {
6157         unsigned int count = 0;
6158
6159         for (; nr_pages--; pfn++) {
6160                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
6161
6162                 count += page_count(page) != 1;
6163                 __free_page(page);
6164         }
6165         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
6166 }
6167 #endif
6168
6169 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6170 /*
6171  * The zone indicated has a new number of managed_pages; batch sizes and percpu
6172  * page high values need to be recalulated.
6173  */
6174 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
6175 {
6176         unsigned cpu;
6177         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
6178         for_each_possible_cpu(cpu)
6179                 pageset_set_high_and_batch(zone,
6180                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
6181         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
6182 }
6183 #endif
6184
6185 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
6186 {
6187         unsigned long flags;
6188         int cpu;
6189         struct per_cpu_pageset *pset;
6190
6191         /* avoid races with drain_pages()  */
6192         local_irq_save(flags);
6193         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
6194                 for_each_online_cpu(cpu) {
6195                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6196                         drain_zonestat(zone, pset);
6197                 }
6198                 free_percpu(zone->pageset);
6199                 zone->pageset = &boot_pageset;
6200         }
6201         local_irq_restore(flags);
6202 }
6203
6204 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
6205 /*
6206  * All pages in the range must be isolated before calling this.
6207  */
6208 void
6209 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
6210 {
6211         struct page *page;
6212         struct zone *zone;
6213         int order, i;
6214         unsigned long pfn;
6215         unsigned long flags;
6216         /* find the first valid pfn */
6217         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
6218                 if (pfn_valid(pfn))
6219                         break;
6220         if (pfn == end_pfn)
6221                 return;
6222         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
6223         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6224         pfn = start_pfn;
6225         while (pfn < end_pfn) {
6226                 if (!pfn_valid(pfn)) {
6227                         pfn++;
6228                         continue;
6229                 }
6230                 page = pfn_to_page(pfn);
6231                 /*
6232                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6233                  * page_count() is not 0.
6234                  */
6235                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
6236                         pfn++;
6237                         SetPageReserved(page);
6238                         continue;
6239                 }
6240
6241                 BUG_ON(page_count(page));
6242                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
6243                 order = page_order(page);
6244 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
6245                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
6246                        pfn, 1 << order, end_pfn);
6247 #endif
6248                 list_del(&page->lru);
6249                 rmv_page_order(page);
6250                 zone->free_area[order].nr_free--;
6251 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
6252                 if (PageHighMem(page))
6253                         totalhigh_pages -= 1 << order;
6254 #endif
6255                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
6256                         SetPageReserved((page+i));
6257                 pfn += (1 << order);
6258         }
6259         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6260 }
6261 #endif
6262
6263 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6264 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
6265 {
6266         struct zone *zone = page_zone(page);
6267         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
6268         unsigned long flags;
6269         int order;
6270
6271         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6272         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
6273                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
6274
6275                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
6276                         break;
6277         }
6278         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6279
6280         return order < MAX_ORDER;
6281 }
6282 #endif
6283
6284 static const struct trace_print_flags pageflag_names[] = {
6285         {1UL << PG_locked,              "locked"        },
6286         {1UL << PG_error,               "error"         },
6287         {1UL << PG_referenced,          "referenced"    },
6288         {1UL << PG_uptodate,            "uptodate"      },
6289         {1UL << PG_dirty,               "dirty"         },
6290         {1UL << PG_lru,                 "lru"           },
6291         {1UL << PG_active,              "active"        },
6292         {1UL << PG_slab,                "slab"          },
6293         {1UL << PG_owner_priv_1,        "owner_priv_1"  },
6294         {1UL << PG_arch_1,              "arch_1"        },
6295         {1UL << PG_reserved,            "reserved"      },
6296         {1UL << PG_private,             "private"       },
6297         {1UL << PG_private_2,           "private_2"     },
6298         {1UL << PG_writeback,           "writeback"     },
6299 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
6300         {1UL << PG_head,                "head"          },
6301         {1UL << PG_tail,                "tail"          },
6302 #else
6303         {1UL << PG_compound,            "compound"      },
6304 #endif
6305         {1UL << PG_swapcache,           "swapcache"     },
6306         {1UL << PG_mappedtodisk,        "mappedtodisk"  },
6307         {1UL << PG_reclaim,             "reclaim"       },
6308         {1UL << PG_swapbacked,          "swapbacked"    },
6309         {1UL << PG_unevictable,         "unevictable"   },
6310 #ifdef CONFIG_MMU
6311         {1UL << PG_mlocked,             "mlocked"       },
6312 #endif
6313 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
6314         {1UL << PG_uncached,            "uncached"      },
6315 #endif
6316 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
6317         {1UL << PG_hwpoison,            "hwpoison"      },
6318 #endif
6319 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6320         {1UL << PG_compound_lock,       "compound_lock" },
6321 #endif
6322 };
6323
6324 static void dump_page_flags(unsigned long flags)
6325 {
6326         const char *delim = "";
6327         unsigned long mask;
6328         int i;
6329
6330         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(pageflag_names) != __NR_PAGEFLAGS);
6331
6332         printk(KERN_ALERT "page flags: %#lx(", flags);
6333
6334         /* remove zone id */
6335         flags &= (1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1;
6336
6337         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pageflag_names) && flags; i++) {
6338
6339                 mask = pageflag_names[i].mask;
6340                 if ((flags & mask) != mask)
6341                         continue;
6342
6343                 flags &= ~mask;
6344                 printk("%s%s", delim, pageflag_names[i].name);
6345                 delim = "|";
6346         }
6347
6348         /* check for left over flags */
6349         if (flags)
6350                 printk("%s%#lx", delim, flags);
6351
6352         printk(")\n");
6353 }
6354
6355 void dump_page(struct page *page)
6356 {
6357         printk(KERN_ALERT
6358                "page:%p count:%d mapcount:%d mapping:%p index:%#lx\n",
6359                 page, atomic_read(&page->_count), page_mapcount(page),
6360                 page->mapping, page->index);
6361         dump_page_flags(page->flags);
6362         mem_cgroup_print_bad_page(page);
6363 }