dlm: fix connection stealing if using SCTP
[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/kasan.h>
29 #include <linux/module.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/pagevec.h>
32 #include <linux/blkdev.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/ratelimit.h>
35 #include <linux/oom.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/topology.h>
38 #include <linux/sysctl.h>
39 #include <linux/cpu.h>
40 #include <linux/cpuset.h>
41 #include <linux/memory_hotplug.h>
42 #include <linux/nodemask.h>
43 #include <linux/vmalloc.h>
44 #include <linux/vmstat.h>
45 #include <linux/mempolicy.h>
46 #include <linux/stop_machine.h>
47 #include <linux/sort.h>
48 #include <linux/pfn.h>
49 #include <linux/backing-dev.h>
50 #include <linux/fault-inject.h>
51 #include <linux/page-isolation.h>
52 #include <linux/page_ext.h>
53 #include <linux/debugobjects.h>
54 #include <linux/kmemleak.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/prefetch.h>
58 #include <linux/mm_inline.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/page_ext.h>
61 #include <linux/hugetlb.h>
62 #include <linux/sched/rt.h>
63 #include <linux/page_owner.h>
64 #include <linux/kthread.h>
65
66 #include <asm/sections.h>
67 #include <asm/tlbflush.h>
68 #include <asm/div64.h>
69 #include "internal.h"
70
71 /* prevent >1 _updater_ of zone percpu pageset ->high and ->batch fields */
72 static DEFINE_MUTEX(pcp_batch_high_lock);
73 #define MIN_PERCPU_PAGELIST_FRACTION    (8)
74
75 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
76 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
77 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
78 #endif
79
80 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
81 /*
82  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
83  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
84  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
85  * defined in <linux/topology.h>.
86  */
87 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
88 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
89 int _node_numa_mem_[MAX_NUMNODES];
90 #endif
91
92 /*
93  * Array of node states.
94  */
95 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
96         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
97         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
98 #ifndef CONFIG_NUMA
99         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
100 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
101         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
102 #endif
103 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
104         [N_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
105 #endif
106         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
107 #endif  /* NUMA */
108 };
109 EXPORT_SYMBOL(node_states);
110
111 /* Protect totalram_pages and zone->managed_pages */
112 static DEFINE_SPINLOCK(managed_page_count_lock);
113
114 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
115 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
116 unsigned long totalcma_pages __read_mostly;
117 /*
118  * When calculating the number of globally allowed dirty pages, there
119  * is a certain number of per-zone reserves that should not be
120  * considered dirtyable memory.  This is the sum of those reserves
121  * over all existing zones that contribute dirtyable memory.
122  */
123 unsigned long dirty_balance_reserve __read_mostly;
124
125 int percpu_pagelist_fraction;
126 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
127
128 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
129 /*
130  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
131  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
132  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
133  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
134  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
135  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
136  */
137
138 static gfp_t saved_gfp_mask;
139
140 void pm_restore_gfp_mask(void)
141 {
142         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
143         if (saved_gfp_mask) {
144                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
145                 saved_gfp_mask = 0;
146         }
147 }
148
149 void pm_restrict_gfp_mask(void)
150 {
151         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
152         WARN_ON(saved_gfp_mask);
153         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
154         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
155 }
156
157 bool pm_suspended_storage(void)
158 {
159         if ((gfp_allowed_mask & GFP_IOFS) == GFP_IOFS)
160                 return false;
161         return true;
162 }
163 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
164
165 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
166 int pageblock_order __read_mostly;
167 #endif
168
169 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
170
171 /*
172  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
173  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
174  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
175  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
176  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
177  *      HIGHMEM allocation will leave (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
178  *
179  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
180  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
181  */
182 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
183 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
184          256,
185 #endif
186 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
187          256,
188 #endif
189 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
190          32,
191 #endif
192          32,
193 };
194
195 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
196
197 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
198 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
199          "DMA",
200 #endif
201 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
202          "DMA32",
203 #endif
204          "Normal",
205 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
206          "HighMem",
207 #endif
208          "Movable",
209 };
210
211 int min_free_kbytes = 1024;
212 int user_min_free_kbytes = -1;
213
214 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
215 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
216 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
217
218 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
219 static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
220 static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
221 static unsigned long __initdata required_kernelcore;
222 static unsigned long __initdata required_movablecore;
223 static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
224
225 /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
226 int movable_zone;
227 EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
228 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
229
230 #if MAX_NUMNODES > 1
231 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
232 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
233 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
234 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
235 #endif
236
237 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
238
239 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
240 static inline void reset_deferred_meminit(pg_data_t *pgdat)
241 {
242         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
243 }
244
245 /* Returns true if the struct page for the pfn is uninitialised */
246 static inline bool __meminit early_page_uninitialised(unsigned long pfn)
247 {
248         if (pfn >= NODE_DATA(early_pfn_to_nid(pfn))->first_deferred_pfn)
249                 return true;
250
251         return false;
252 }
253
254 static inline bool early_page_nid_uninitialised(unsigned long pfn, int nid)
255 {
256         if (pfn >= NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn)
257                 return true;
258
259         return false;
260 }
261
262 /*
263  * Returns false when the remaining initialisation should be deferred until
264  * later in the boot cycle when it can be parallelised.
265  */
266 static inline bool update_defer_init(pg_data_t *pgdat,
267                                 unsigned long pfn, unsigned long zone_end,
268                                 unsigned long *nr_initialised)
269 {
270         /* Always populate low zones for address-contrained allocations */
271         if (zone_end < pgdat_end_pfn(pgdat))
272                 return true;
273
274         /* Initialise at least 2G of the highest zone */
275         (*nr_initialised)++;
276         if (*nr_initialised > (2UL << (30 - PAGE_SHIFT)) &&
277             (pfn & (PAGES_PER_SECTION - 1)) == 0) {
278                 pgdat->first_deferred_pfn = pfn;
279                 return false;
280         }
281
282         return true;
283 }
284 #else
285 static inline void reset_deferred_meminit(pg_data_t *pgdat)
286 {
287 }
288
289 static inline bool early_page_uninitialised(unsigned long pfn)
290 {
291         return false;
292 }
293
294 static inline bool early_page_nid_uninitialised(unsigned long pfn, int nid)
295 {
296         return false;
297 }
298
299 static inline bool update_defer_init(pg_data_t *pgdat,
300                                 unsigned long pfn, unsigned long zone_end,
301                                 unsigned long *nr_initialised)
302 {
303         return true;
304 }
305 #endif
306
307
308 void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
309 {
310         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled &&
311                      migratetype < MIGRATE_PCPTYPES))
312                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
313
314         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
315                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
316 }
317
318 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
319 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
320 {
321         int ret = 0;
322         unsigned seq;
323         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
324         unsigned long sp, start_pfn;
325
326         do {
327                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
328                 start_pfn = zone->zone_start_pfn;
329                 sp = zone->spanned_pages;
330                 if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
331                         ret = 1;
332         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
333
334         if (ret)
335                 pr_err("page 0x%lx outside node %d zone %s [ 0x%lx - 0x%lx ]\n",
336                         pfn, zone_to_nid(zone), zone->name,
337                         start_pfn, start_pfn + sp);
338
339         return ret;
340 }
341
342 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
343 {
344         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
345                 return 0;
346         if (zone != page_zone(page))
347                 return 0;
348
349         return 1;
350 }
351 /*
352  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
353  */
354 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
355 {
356         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
357                 return 1;
358         if (!page_is_consistent(zone, page))
359                 return 1;
360
361         return 0;
362 }
363 #else
364 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
365 {
366         return 0;
367 }
368 #endif
369
370 static void bad_page(struct page *page, const char *reason,
371                 unsigned long bad_flags)
372 {
373         static unsigned long resume;
374         static unsigned long nr_shown;
375         static unsigned long nr_unshown;
376
377         /* Don't complain about poisoned pages */
378         if (PageHWPoison(page)) {
379                 page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
380                 return;
381         }
382
383         /*
384          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
385          * or allow a steady drip of one report per second.
386          */
387         if (nr_shown == 60) {
388                 if (time_before(jiffies, resume)) {
389                         nr_unshown++;
390                         goto out;
391                 }
392                 if (nr_unshown) {
393                         printk(KERN_ALERT
394                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
395                                 nr_unshown);
396                         nr_unshown = 0;
397                 }
398                 nr_shown = 0;
399         }
400         if (nr_shown++ == 0)
401                 resume = jiffies + 60 * HZ;
402
403         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
404                 current->comm, page_to_pfn(page));
405         dump_page_badflags(page, reason, bad_flags);
406
407         print_modules();
408         dump_stack();
409 out:
410         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
411         page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
412         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
413 }
414
415 /*
416  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
417  *
418  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
419  *
420  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
421  *
422  * All pages have PG_compound set.  All tail pages have their ->first_page
423  * pointing at the head page.
424  *
425  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
426  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
427  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
428  */
429
430 static void free_compound_page(struct page *page)
431 {
432         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
433 }
434
435 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
436 {
437         int i;
438         int nr_pages = 1 << order;
439
440         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
441         set_compound_order(page, order);
442         __SetPageHead(page);
443         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
444                 struct page *p = page + i;
445                 set_page_count(p, 0);
446                 p->first_page = page;
447                 /* Make sure p->first_page is always valid for PageTail() */
448                 smp_wmb();
449                 __SetPageTail(p);
450         }
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
454 unsigned int _debug_guardpage_minorder;
455 bool _debug_pagealloc_enabled __read_mostly;
456 bool _debug_guardpage_enabled __read_mostly;
457
458 static int __init early_debug_pagealloc(char *buf)
459 {
460         if (!buf)
461                 return -EINVAL;
462
463         if (strcmp(buf, "on") == 0)
464                 _debug_pagealloc_enabled = true;
465
466         return 0;
467 }
468 early_param("debug_pagealloc", early_debug_pagealloc);
469
470 static bool need_debug_guardpage(void)
471 {
472         /* If we don't use debug_pagealloc, we don't need guard page */
473         if (!debug_pagealloc_enabled())
474                 return false;
475
476         return true;
477 }
478
479 static void init_debug_guardpage(void)
480 {
481         if (!debug_pagealloc_enabled())
482                 return;
483
484         _debug_guardpage_enabled = true;
485 }
486
487 struct page_ext_operations debug_guardpage_ops = {
488         .need = need_debug_guardpage,
489         .init = init_debug_guardpage,
490 };
491
492 static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
493 {
494         unsigned long res;
495
496         if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 ||  res > MAX_ORDER / 2) {
497                 printk(KERN_ERR "Bad debug_guardpage_minorder value\n");
498                 return 0;
499         }
500         _debug_guardpage_minorder = res;
501         printk(KERN_INFO "Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
502         return 0;
503 }
504 __setup("debug_guardpage_minorder=", debug_guardpage_minorder_setup);
505
506 static inline void set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
507                                 unsigned int order, int migratetype)
508 {
509         struct page_ext *page_ext;
510
511         if (!debug_guardpage_enabled())
512                 return;
513
514         page_ext = lookup_page_ext(page);
515         __set_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
516
517         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
518         set_page_private(page, order);
519         /* Guard pages are not available for any usage */
520         __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order), migratetype);
521 }
522
523 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
524                                 unsigned int order, int migratetype)
525 {
526         struct page_ext *page_ext;
527
528         if (!debug_guardpage_enabled())
529                 return;
530
531         page_ext = lookup_page_ext(page);
532         __clear_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
533
534         set_page_private(page, 0);
535         if (!is_migrate_isolate(migratetype))
536                 __mod_zone_freepage_state(zone, (1 << order), migratetype);
537 }
538 #else
539 struct page_ext_operations debug_guardpage_ops = { NULL, };
540 static inline void set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
541                                 unsigned int order, int migratetype) {}
542 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
543                                 unsigned int order, int migratetype) {}
544 #endif
545
546 static inline void set_page_order(struct page *page, unsigned int order)
547 {
548         set_page_private(page, order);
549         __SetPageBuddy(page);
550 }
551
552 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
553 {
554         __ClearPageBuddy(page);
555         set_page_private(page, 0);
556 }
557
558 /*
559  * This function checks whether a page is free && is the buddy
560  * we can do coalesce a page and its buddy if
561  * (a) the buddy is not in a hole &&
562  * (b) the buddy is in the buddy system &&
563  * (c) a page and its buddy have the same order &&
564  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
565  *
566  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount
567  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE.
568  * Setting, clearing, and testing _mapcount PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE is
569  * serialized by zone->lock.
570  *
571  * For recording page's order, we use page_private(page).
572  */
573 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
574                                                         unsigned int order)
575 {
576         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
577                 return 0;
578
579         if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
580                 if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
581                         return 0;
582
583                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
584
585                 return 1;
586         }
587
588         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
589                 /*
590                  * zone check is done late to avoid uselessly
591                  * calculating zone/node ids for pages that could
592                  * never merge.
593                  */
594                 if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
595                         return 0;
596
597                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
598
599                 return 1;
600         }
601         return 0;
602 }
603
604 /*
605  * Freeing function for a buddy system allocator.
606  *
607  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
608  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
609  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
610  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
611  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
612  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
613  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
614  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
615  * parts of the VM system.
616  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
617  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount
618  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. Page's order is recorded in page_private(page)
619  * field.
620  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
621  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
622  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
623  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
624  * triggers coalescing into a block of larger size.
625  *
626  * -- nyc
627  */
628
629 static inline void __free_one_page(struct page *page,
630                 unsigned long pfn,
631                 struct zone *zone, unsigned int order,
632                 int migratetype)
633 {
634         unsigned long page_idx;
635         unsigned long combined_idx;
636         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
637         struct page *buddy;
638         int max_order = MAX_ORDER;
639
640         VM_BUG_ON(!zone_is_initialized(zone));
641         VM_BUG_ON_PAGE(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP, page);
642
643         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
644         if (is_migrate_isolate(migratetype)) {
645                 /*
646                  * We restrict max order of merging to prevent merge
647                  * between freepages on isolate pageblock and normal
648                  * pageblock. Without this, pageblock isolation
649                  * could cause incorrect freepage accounting.
650                  */
651                 max_order = min(MAX_ORDER, pageblock_order + 1);
652         } else {
653                 __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
654         }
655
656         page_idx = pfn & ((1 << max_order) - 1);
657
658         VM_BUG_ON_PAGE(page_idx & ((1 << order) - 1), page);
659         VM_BUG_ON_PAGE(bad_range(zone, page), page);
660
661         while (order < max_order - 1) {
662                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
663                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
664                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
665                         break;
666                 /*
667                  * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
668                  * merge with it and move up one order.
669                  */
670                 if (page_is_guard(buddy)) {
671                         clear_page_guard(zone, buddy, order, migratetype);
672                 } else {
673                         list_del(&buddy->lru);
674                         zone->free_area[order].nr_free--;
675                         rmv_page_order(buddy);
676                 }
677                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
678                 page = page + (combined_idx - page_idx);
679                 page_idx = combined_idx;
680                 order++;
681         }
682         set_page_order(page, order);
683
684         /*
685          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
686          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
687          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
688          * that is happening, add the free page to the tail of the list
689          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
690          * as a higher order page
691          */
692         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
693                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
694                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
695                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
696                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
697                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
698                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
699                         list_add_tail(&page->lru,
700                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
701                         goto out;
702                 }
703         }
704
705         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
706 out:
707         zone->free_area[order].nr_free++;
708 }
709
710 static inline int free_pages_check(struct page *page)
711 {
712         const char *bad_reason = NULL;
713         unsigned long bad_flags = 0;
714
715         if (unlikely(page_mapcount(page)))
716                 bad_reason = "nonzero mapcount";
717         if (unlikely(page->mapping != NULL))
718                 bad_reason = "non-NULL mapping";
719         if (unlikely(atomic_read(&page->_count) != 0))
720                 bad_reason = "nonzero _count";
721         if (unlikely(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)) {
722                 bad_reason = "PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE flag(s) set";
723                 bad_flags = PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE;
724         }
725 #ifdef CONFIG_MEMCG
726         if (unlikely(page->mem_cgroup))
727                 bad_reason = "page still charged to cgroup";
728 #endif
729         if (unlikely(bad_reason)) {
730                 bad_page(page, bad_reason, bad_flags);
731                 return 1;
732         }
733         page_cpupid_reset_last(page);
734         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
735                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
736         return 0;
737 }
738
739 /*
740  * Frees a number of pages from the PCP lists
741  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
742  * count is the number of pages to free.
743  *
744  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
745  * see if this freeing clears that state.
746  *
747  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
748  * pinned" detection logic.
749  */
750 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
751                                         struct per_cpu_pages *pcp)
752 {
753         int migratetype = 0;
754         int batch_free = 0;
755         int to_free = count;
756         unsigned long nr_scanned;
757
758         spin_lock(&zone->lock);
759         nr_scanned = zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED);
760         if (nr_scanned)
761                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, -nr_scanned);
762
763         while (to_free) {
764                 struct page *page;
765                 struct list_head *list;
766
767                 /*
768                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
769                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
770                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
771                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
772                  * lists
773                  */
774                 do {
775                         batch_free++;
776                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
777                                 migratetype = 0;
778                         list = &pcp->lists[migratetype];
779                 } while (list_empty(list));
780
781                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
782                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
783                         batch_free = to_free;
784
785                 do {
786                         int mt; /* migratetype of the to-be-freed page */
787
788                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
789                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
790                         list_del(&page->lru);
791                         mt = get_freepage_migratetype(page);
792                         if (unlikely(has_isolate_pageblock(zone)))
793                                 mt = get_pageblock_migratetype(page);
794
795                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
796                         __free_one_page(page, page_to_pfn(page), zone, 0, mt);
797                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
798                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
799         }
800         spin_unlock(&zone->lock);
801 }
802
803 static void free_one_page(struct zone *zone,
804                                 struct page *page, unsigned long pfn,
805                                 unsigned int order,
806                                 int migratetype)
807 {
808         unsigned long nr_scanned;
809         spin_lock(&zone->lock);
810         nr_scanned = zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED);
811         if (nr_scanned)
812                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, -nr_scanned);
813
814         if (unlikely(has_isolate_pageblock(zone) ||
815                 is_migrate_isolate(migratetype))) {
816                 migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
817         }
818         __free_one_page(page, pfn, zone, order, migratetype);
819         spin_unlock(&zone->lock);
820 }
821
822 static int free_tail_pages_check(struct page *head_page, struct page *page)
823 {
824         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
825                 return 0;
826         if (unlikely(!PageTail(page))) {
827                 bad_page(page, "PageTail not set", 0);
828                 return 1;
829         }
830         if (unlikely(page->first_page != head_page)) {
831                 bad_page(page, "first_page not consistent", 0);
832                 return 1;
833         }
834         return 0;
835 }
836
837 static void __meminit __init_single_page(struct page *page, unsigned long pfn,
838                                 unsigned long zone, int nid)
839 {
840         set_page_links(page, zone, nid, pfn);
841         init_page_count(page);
842         page_mapcount_reset(page);
843         page_cpupid_reset_last(page);
844
845         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
846 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
847         /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
848         if (!is_highmem_idx(zone))
849                 set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
850 #endif
851 }
852
853 static void __meminit __init_single_pfn(unsigned long pfn, unsigned long zone,
854                                         int nid)
855 {
856         return __init_single_page(pfn_to_page(pfn), pfn, zone, nid);
857 }
858
859 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
860 static void init_reserved_page(unsigned long pfn)
861 {
862         pg_data_t *pgdat;
863         int nid, zid;
864
865         if (!early_page_uninitialised(pfn))
866                 return;
867
868         nid = early_pfn_to_nid(pfn);
869         pgdat = NODE_DATA(nid);
870
871         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
872                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
873
874                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn && pfn < zone_end_pfn(zone))
875                         break;
876         }
877         __init_single_pfn(pfn, zid, nid);
878 }
879 #else
880 static inline void init_reserved_page(unsigned long pfn)
881 {
882 }
883 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
884
885 /*
886  * Initialised pages do not have PageReserved set. This function is
887  * called for each range allocated by the bootmem allocator and
888  * marks the pages PageReserved. The remaining valid pages are later
889  * sent to the buddy page allocator.
890  */
891 void __meminit reserve_bootmem_region(unsigned long start, unsigned long end)
892 {
893         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
894         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
895
896         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn++) {
897                 if (pfn_valid(start_pfn)) {
898                         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
899
900                         init_reserved_page(start_pfn);
901                         SetPageReserved(page);
902                 }
903         }
904 }
905
906 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
907 {
908         bool compound = PageCompound(page);
909         int i, bad = 0;
910
911         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
912         VM_BUG_ON_PAGE(compound && compound_order(page) != order, page);
913
914         trace_mm_page_free(page, order);
915         kmemcheck_free_shadow(page, order);
916         kasan_free_pages(page, order);
917
918         if (PageAnon(page))
919                 page->mapping = NULL;
920         bad += free_pages_check(page);
921         for (i = 1; i < (1 << order); i++) {
922                 if (compound)
923                         bad += free_tail_pages_check(page, page + i);
924                 bad += free_pages_check(page + i);
925         }
926         if (bad)
927                 return false;
928
929         reset_page_owner(page, order);
930
931         if (!PageHighMem(page)) {
932                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
933                                            PAGE_SIZE << order);
934                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
935                                            PAGE_SIZE << order);
936         }
937         arch_free_page(page, order);
938         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
939
940         return true;
941 }
942
943 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
944 {
945         unsigned long flags;
946         int migratetype;
947         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
948
949         if (!free_pages_prepare(page, order))
950                 return;
951
952         migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
953         local_irq_save(flags);
954         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
955         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
956         free_one_page(page_zone(page), page, pfn, order, migratetype);
957         local_irq_restore(flags);
958 }
959
960 static void __init __free_pages_boot_core(struct page *page,
961                                         unsigned long pfn, unsigned int order)
962 {
963         unsigned int nr_pages = 1 << order;
964         struct page *p = page;
965         unsigned int loop;
966
967         prefetchw(p);
968         for (loop = 0; loop < (nr_pages - 1); loop++, p++) {
969                 prefetchw(p + 1);
970                 __ClearPageReserved(p);
971                 set_page_count(p, 0);
972         }
973         __ClearPageReserved(p);
974         set_page_count(p, 0);
975
976         page_zone(page)->managed_pages += nr_pages;
977         set_page_refcounted(page);
978         __free_pages(page, order);
979 }
980
981 #if defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) || \
982         defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
983
984 static struct mminit_pfnnid_cache early_pfnnid_cache __meminitdata;
985
986 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
987 {
988         static DEFINE_SPINLOCK(early_pfn_lock);
989         int nid;
990
991         spin_lock(&early_pfn_lock);
992         nid = __early_pfn_to_nid(pfn, &early_pfnnid_cache);
993         if (nid < 0)
994                 nid = 0;
995         spin_unlock(&early_pfn_lock);
996
997         return nid;
998 }
999 #endif
1000
1001 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1002 static inline bool __meminit meminit_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node,
1003                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1004 {
1005         int nid;
1006
1007         nid = __early_pfn_to_nid(pfn, state);
1008         if (nid >= 0 && nid != node)
1009                 return false;
1010         return true;
1011 }
1012
1013 /* Only safe to use early in boot when initialisation is single-threaded */
1014 static inline bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
1015 {
1016         return meminit_pfn_in_nid(pfn, node, &early_pfnnid_cache);
1017 }
1018
1019 #else
1020
1021 static inline bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
1022 {
1023         return true;
1024 }
1025 static inline bool __meminit meminit_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node,
1026                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1027 {
1028         return true;
1029 }
1030 #endif
1031
1032
1033 void __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned long pfn,
1034                                                         unsigned int order)
1035 {
1036         if (early_page_uninitialised(pfn))
1037                 return;
1038         return __free_pages_boot_core(page, pfn, order);
1039 }
1040
1041 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1042 static void __init deferred_free_range(struct page *page,
1043                                         unsigned long pfn, int nr_pages)
1044 {
1045         int i;
1046
1047         if (!page)
1048                 return;
1049
1050         /* Free a large naturally-aligned chunk if possible */
1051         if (nr_pages == MAX_ORDER_NR_PAGES &&
1052             (pfn & (MAX_ORDER_NR_PAGES-1)) == 0) {
1053                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1054                 __free_pages_boot_core(page, pfn, MAX_ORDER-1);
1055                 return;
1056         }
1057
1058         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++, pfn++)
1059                 __free_pages_boot_core(page, pfn, 0);
1060 }
1061
1062 /* Completion tracking for deferred_init_memmap() threads */
1063 static atomic_t pgdat_init_n_undone __initdata;
1064 static __initdata DECLARE_COMPLETION(pgdat_init_all_done_comp);
1065
1066 static inline void __init pgdat_init_report_one_done(void)
1067 {
1068         if (atomic_dec_and_test(&pgdat_init_n_undone))
1069                 complete(&pgdat_init_all_done_comp);
1070 }
1071
1072 /* Initialise remaining memory on a node */
1073 static int __init deferred_init_memmap(void *data)
1074 {
1075         pg_data_t *pgdat = data;
1076         int nid = pgdat->node_id;
1077         struct mminit_pfnnid_cache nid_init_state = { };
1078         unsigned long start = jiffies;
1079         unsigned long nr_pages = 0;
1080         unsigned long walk_start, walk_end;
1081         int i, zid;
1082         struct zone *zone;
1083         unsigned long first_init_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
1084         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
1085
1086         if (first_init_pfn == ULONG_MAX) {
1087                 pgdat_init_report_one_done();
1088                 return 0;
1089         }
1090
1091         /* Bind memory initialisation thread to a local node if possible */
1092         if (!cpumask_empty(cpumask))
1093                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
1094
1095         /* Sanity check boundaries */
1096         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn < pgdat->node_start_pfn);
1097         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn > pgdat_end_pfn(pgdat));
1098         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
1099
1100         /* Only the highest zone is deferred so find it */
1101         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1102                 zone = pgdat->node_zones + zid;
1103                 if (first_init_pfn < zone_end_pfn(zone))
1104                         break;
1105         }
1106
1107         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &walk_start, &walk_end, NULL) {
1108                 unsigned long pfn, end_pfn;
1109                 struct page *page = NULL;
1110                 struct page *free_base_page = NULL;
1111                 unsigned long free_base_pfn = 0;
1112                 int nr_to_free = 0;
1113
1114                 end_pfn = min(walk_end, zone_end_pfn(zone));
1115                 pfn = first_init_pfn;
1116                 if (pfn < walk_start)
1117                         pfn = walk_start;
1118                 if (pfn < zone->zone_start_pfn)
1119                         pfn = zone->zone_start_pfn;
1120
1121                 for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
1122                         if (!pfn_valid_within(pfn))
1123                                 goto free_range;
1124
1125                         /*
1126                          * Ensure pfn_valid is checked every
1127                          * MAX_ORDER_NR_PAGES for memory holes
1128                          */
1129                         if ((pfn & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0) {
1130                                 if (!pfn_valid(pfn)) {
1131                                         page = NULL;
1132                                         goto free_range;
1133                                 }
1134                         }
1135
1136                         if (!meminit_pfn_in_nid(pfn, nid, &nid_init_state)) {
1137                                 page = NULL;
1138                                 goto free_range;
1139                         }
1140
1141                         /* Minimise pfn page lookups and scheduler checks */
1142                         if (page && (pfn & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) != 0) {
1143                                 page++;
1144                         } else {
1145                                 nr_pages += nr_to_free;
1146                                 deferred_free_range(free_base_page,
1147                                                 free_base_pfn, nr_to_free);
1148                                 free_base_page = NULL;
1149                                 free_base_pfn = nr_to_free = 0;
1150
1151                                 page = pfn_to_page(pfn);
1152                                 cond_resched();
1153                         }
1154
1155                         if (page->flags) {
1156                                 VM_BUG_ON(page_zone(page) != zone);
1157                                 goto free_range;
1158                         }
1159
1160                         __init_single_page(page, pfn, zid, nid);
1161                         if (!free_base_page) {
1162                                 free_base_page = page;
1163                                 free_base_pfn = pfn;
1164                                 nr_to_free = 0;
1165                         }
1166                         nr_to_free++;
1167
1168                         /* Where possible, batch up pages for a single free */
1169                         continue;
1170 free_range:
1171                         /* Free the current block of pages to allocator */
1172                         nr_pages += nr_to_free;
1173                         deferred_free_range(free_base_page, free_base_pfn,
1174                                                                 nr_to_free);
1175                         free_base_page = NULL;
1176                         free_base_pfn = nr_to_free = 0;
1177                 }
1178
1179                 first_init_pfn = max(end_pfn, first_init_pfn);
1180         }
1181
1182         /* Sanity check that the next zone really is unpopulated */
1183         WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone));
1184
1185         pr_info("node %d initialised, %lu pages in %ums\n", nid, nr_pages,
1186                                         jiffies_to_msecs(jiffies - start));
1187
1188         pgdat_init_report_one_done();
1189         return 0;
1190 }
1191
1192 void __init page_alloc_init_late(void)
1193 {
1194         int nid;
1195
1196         /* There will be num_node_state(N_MEMORY) threads */
1197         atomic_set(&pgdat_init_n_undone, num_node_state(N_MEMORY));
1198         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1199                 kthread_run(deferred_init_memmap, NODE_DATA(nid), "pgdatinit%d", nid);
1200         }
1201
1202         /* Block until all are initialised */
1203         wait_for_completion(&pgdat_init_all_done_comp);
1204
1205         /* Reinit limits that are based on free pages after the kernel is up */
1206         files_maxfiles_init();
1207 }
1208 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1209
1210 #ifdef CONFIG_CMA
1211 /* Free whole pageblock and set its migration type to MIGRATE_CMA. */
1212 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
1213 {
1214         unsigned i = pageblock_nr_pages;
1215         struct page *p = page;
1216
1217         do {
1218                 __ClearPageReserved(p);
1219                 set_page_count(p, 0);
1220         } while (++p, --i);
1221
1222         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
1223
1224         if (pageblock_order >= MAX_ORDER) {
1225                 i = pageblock_nr_pages;
1226                 p = page;
1227                 do {
1228                         set_page_refcounted(p);
1229                         __free_pages(p, MAX_ORDER - 1);
1230                         p += MAX_ORDER_NR_PAGES;
1231                 } while (i -= MAX_ORDER_NR_PAGES);
1232         } else {
1233                 set_page_refcounted(page);
1234                 __free_pages(page, pageblock_order);
1235         }
1236
1237         adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
1238 }
1239 #endif
1240
1241 /*
1242  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
1243  * Please do not alter this order without good reasons and regression
1244  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
1245  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
1246  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
1247  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
1248  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
1249  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
1250  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
1251  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
1252  *
1253  * -- nyc
1254  */
1255 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
1256         int low, int high, struct free_area *area,
1257         int migratetype)
1258 {
1259         unsigned long size = 1 << high;
1260
1261         while (high > low) {
1262                 area--;
1263                 high--;
1264                 size >>= 1;
1265                 VM_BUG_ON_PAGE(bad_range(zone, &page[size]), &page[size]);
1266
1267                 if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
1268                         debug_guardpage_enabled() &&
1269                         high < debug_guardpage_minorder()) {
1270                         /*
1271                          * Mark as guard pages (or page), that will allow to
1272                          * merge back to allocator when buddy will be freed.
1273                          * Corresponding page table entries will not be touched,
1274                          * pages will stay not present in virtual address space
1275                          */
1276                         set_page_guard(zone, &page[size], high, migratetype);
1277                         continue;
1278                 }
1279                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
1280                 area->nr_free++;
1281                 set_page_order(&page[size], high);
1282         }
1283 }
1284
1285 /*
1286  * This page is about to be returned from the page allocator
1287  */
1288 static inline int check_new_page(struct page *page)
1289 {
1290         const char *bad_reason = NULL;
1291         unsigned long bad_flags = 0;
1292
1293         if (unlikely(page_mapcount(page)))
1294                 bad_reason = "nonzero mapcount";
1295         if (unlikely(page->mapping != NULL))
1296                 bad_reason = "non-NULL mapping";
1297         if (unlikely(atomic_read(&page->_count) != 0))
1298                 bad_reason = "nonzero _count";
1299         if (unlikely(page->flags & __PG_HWPOISON)) {
1300                 bad_reason = "HWPoisoned (hardware-corrupted)";
1301                 bad_flags = __PG_HWPOISON;
1302         }
1303         if (unlikely(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)) {
1304                 bad_reason = "PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP flag set";
1305                 bad_flags = PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
1306         }
1307 #ifdef CONFIG_MEMCG
1308         if (unlikely(page->mem_cgroup))
1309                 bad_reason = "page still charged to cgroup";
1310 #endif
1311         if (unlikely(bad_reason)) {
1312                 bad_page(page, bad_reason, bad_flags);
1313                 return 1;
1314         }
1315         return 0;
1316 }
1317
1318 static int prep_new_page(struct page *page, unsigned int order, gfp_t gfp_flags,
1319                                                                 int alloc_flags)
1320 {
1321         int i;
1322
1323         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
1324                 struct page *p = page + i;
1325                 if (unlikely(check_new_page(p)))
1326                         return 1;
1327         }
1328
1329         set_page_private(page, 0);
1330         set_page_refcounted(page);
1331
1332         arch_alloc_page(page, order);
1333         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
1334         kasan_alloc_pages(page, order);
1335
1336         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
1337                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
1338                         clear_highpage(page + i);
1339
1340         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
1341                 prep_compound_page(page, order);
1342
1343         set_page_owner(page, order, gfp_flags);
1344
1345         /*
1346          * page->pfmemalloc is set when ALLOC_NO_WATERMARKS was necessary to
1347          * allocate the page. The expectation is that the caller is taking
1348          * steps that will free more memory. The caller should avoid the page
1349          * being used for !PFMEMALLOC purposes.
1350          */
1351         page->pfmemalloc = !!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS);
1352
1353         return 0;
1354 }
1355
1356 /*
1357  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
1358  * the smallest available page from the freelists
1359  */
1360 static inline
1361 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
1362                                                 int migratetype)
1363 {
1364         unsigned int current_order;
1365         struct free_area *area;
1366         struct page *page;
1367
1368         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
1369         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
1370                 area = &(zone->free_area[current_order]);
1371                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
1372                         continue;
1373
1374                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
1375                                                         struct page, lru);
1376                 list_del(&page->lru);
1377                 rmv_page_order(page);
1378                 area->nr_free--;
1379                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
1380                 set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1381                 return page;
1382         }
1383
1384         return NULL;
1385 }
1386
1387
1388 /*
1389  * This array describes the order lists are fallen back to when
1390  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
1391  */
1392 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
1393         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
1394         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,     MIGRATE_RESERVE },
1395         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
1396 #ifdef CONFIG_CMA
1397         [MIGRATE_CMA]         = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
1398 #endif
1399         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
1400 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
1401         [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
1402 #endif
1403 };
1404
1405 #ifdef CONFIG_CMA
1406 static struct page *__rmqueue_cma_fallback(struct zone *zone,
1407                                         unsigned int order)
1408 {
1409         return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_CMA);
1410 }
1411 #else
1412 static inline struct page *__rmqueue_cma_fallback(struct zone *zone,
1413                                         unsigned int order) { return NULL; }
1414 #endif
1415
1416 /*
1417  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
1418  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
1419  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
1420  */
1421 int move_freepages(struct zone *zone,
1422                           struct page *start_page, struct page *end_page,
1423                           int migratetype)
1424 {
1425         struct page *page;
1426         unsigned long order;
1427         int pages_moved = 0;
1428
1429 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
1430         /*
1431          * page_zone is not safe to call in this context when
1432          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
1433          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
1434          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
1435          * grouping pages by mobility
1436          */
1437         VM_BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
1438 #endif
1439
1440         for (page = start_page; page <= end_page;) {
1441                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
1442                 VM_BUG_ON_PAGE(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone), page);
1443
1444                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
1445                         page++;
1446                         continue;
1447                 }
1448
1449                 if (!PageBuddy(page)) {
1450                         page++;
1451                         continue;
1452                 }
1453
1454                 order = page_order(page);
1455                 list_move(&page->lru,
1456                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
1457                 set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1458                 page += 1 << order;
1459                 pages_moved += 1 << order;
1460         }
1461
1462         return pages_moved;
1463 }
1464
1465 int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
1466                                 int migratetype)
1467 {
1468         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1469         struct page *start_page, *end_page;
1470
1471         start_pfn = page_to_pfn(page);
1472         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
1473         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
1474         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
1475         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
1476
1477         /* Do not cross zone boundaries */
1478         if (!zone_spans_pfn(zone, start_pfn))
1479                 start_page = page;
1480         if (!zone_spans_pfn(zone, end_pfn))
1481                 return 0;
1482
1483         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
1484 }
1485
1486 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
1487                                         int start_order, int migratetype)
1488 {
1489         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
1490
1491         while (nr_pageblocks--) {
1492                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
1493                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
1494         }
1495 }
1496
1497 /*
1498  * When we are falling back to another migratetype during allocation, try to
1499  * steal extra free pages from the same pageblocks to satisfy further
1500  * allocations, instead of polluting multiple pageblocks.
1501  *
1502  * If we are stealing a relatively large buddy page, it is likely there will
1503  * be more free pages in the pageblock, so try to steal them all. For
1504  * reclaimable and unmovable allocations, we steal regardless of page size,
1505  * as fragmentation caused by those allocations polluting movable pageblocks
1506  * is worse than movable allocations stealing from unmovable and reclaimable
1507  * pageblocks.
1508  */
1509 static bool can_steal_fallback(unsigned int order, int start_mt)
1510 {
1511         /*
1512          * Leaving this order check is intended, although there is
1513          * relaxed order check in next check. The reason is that
1514          * we can actually steal whole pageblock if this condition met,
1515          * but, below check doesn't guarantee it and that is just heuristic
1516          * so could be changed anytime.
1517          */
1518         if (order >= pageblock_order)
1519                 return true;
1520
1521         if (order >= pageblock_order / 2 ||
1522                 start_mt == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
1523                 start_mt == MIGRATE_UNMOVABLE ||
1524                 page_group_by_mobility_disabled)
1525                 return true;
1526
1527         return false;
1528 }
1529
1530 /*
1531  * This function implements actual steal behaviour. If order is large enough,
1532  * we can steal whole pageblock. If not, we first move freepages in this
1533  * pageblock and check whether half of pages are moved or not. If half of
1534  * pages are moved, we can change migratetype of pageblock and permanently
1535  * use it's pages as requested migratetype in the future.
1536  */
1537 static void steal_suitable_fallback(struct zone *zone, struct page *page,
1538                                                           int start_type)
1539 {
1540         int current_order = page_order(page);
1541         int pages;
1542
1543         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
1544         if (current_order >= pageblock_order) {
1545                 change_pageblock_range(page, current_order, start_type);
1546                 return;
1547         }
1548
1549         pages = move_freepages_block(zone, page, start_type);
1550
1551         /* Claim the whole block if over half of it is free */
1552         if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
1553                         page_group_by_mobility_disabled)
1554                 set_pageblock_migratetype(page, start_type);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Check whether there is a suitable fallback freepage with requested order.
1559  * If only_stealable is true, this function returns fallback_mt only if
1560  * we can steal other freepages all together. This would help to reduce
1561  * fragmentation due to mixed migratetype pages in one pageblock.
1562  */
1563 int find_suitable_fallback(struct free_area *area, unsigned int order,
1564                         int migratetype, bool only_stealable, bool *can_steal)
1565 {
1566         int i;
1567         int fallback_mt;
1568
1569         if (area->nr_free == 0)
1570                 return -1;
1571
1572         *can_steal = false;
1573         for (i = 0;; i++) {
1574                 fallback_mt = fallbacks[migratetype][i];
1575                 if (fallback_mt == MIGRATE_RESERVE)
1576                         break;
1577
1578                 if (list_empty(&area->free_list[fallback_mt]))
1579                         continue;
1580
1581                 if (can_steal_fallback(order, migratetype))
1582                         *can_steal = true;
1583
1584                 if (!only_stealable)
1585                         return fallback_mt;
1586
1587                 if (*can_steal)
1588                         return fallback_mt;
1589         }
1590
1591         return -1;
1592 }
1593
1594 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
1595 static inline struct page *
1596 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, unsigned int order, int start_migratetype)
1597 {
1598         struct free_area *area;
1599         unsigned int current_order;
1600         struct page *page;
1601         int fallback_mt;
1602         bool can_steal;
1603
1604         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
1605         for (current_order = MAX_ORDER-1;
1606                                 current_order >= order && current_order <= MAX_ORDER-1;
1607                                 --current_order) {
1608                 area = &(zone->free_area[current_order]);
1609                 fallback_mt = find_suitable_fallback(area, current_order,
1610                                 start_migratetype, false, &can_steal);
1611                 if (fallback_mt == -1)
1612                         continue;
1613
1614                 page = list_entry(area->free_list[fallback_mt].next,
1615                                                 struct page, lru);
1616                 if (can_steal)
1617                         steal_suitable_fallback(zone, page, start_migratetype);
1618
1619                 /* Remove the page from the freelists */
1620                 area->nr_free--;
1621                 list_del(&page->lru);
1622                 rmv_page_order(page);
1623
1624                 expand(zone, page, order, current_order, area,
1625                                         start_migratetype);
1626                 /*
1627                  * The freepage_migratetype may differ from pageblock's
1628                  * migratetype depending on the decisions in
1629                  * try_to_steal_freepages(). This is OK as long as it
1630                  * does not differ for MIGRATE_CMA pageblocks. For CMA
1631                  * we need to make sure unallocated pages flushed from
1632                  * pcp lists are returned to the correct freelist.
1633                  */
1634                 set_freepage_migratetype(page, start_migratetype);
1635
1636                 trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
1637                         start_migratetype, fallback_mt);
1638
1639                 return page;
1640         }
1641
1642         return NULL;
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1647  * Call me with the zone->lock already held.
1648  */
1649 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1650                                                 int migratetype)
1651 {
1652         struct page *page;
1653
1654 retry_reserve:
1655         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1656
1657         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1658                 if (migratetype == MIGRATE_MOVABLE)
1659                         page = __rmqueue_cma_fallback(zone, order);
1660
1661                 if (!page)
1662                         page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1663
1664                 /*
1665                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1666                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1667                  * and we want just one call site
1668                  */
1669                 if (!page) {
1670                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1671                         goto retry_reserve;
1672                 }
1673         }
1674
1675         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1676         return page;
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1681  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1682  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1683  */
1684 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
1685                         unsigned long count, struct list_head *list,
1686                         int migratetype, bool cold)
1687 {
1688         int i;
1689
1690         spin_lock(&zone->lock);
1691         for (i = 0; i < count; ++i) {
1692                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1693                 if (unlikely(page == NULL))
1694                         break;
1695
1696                 /*
1697                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1698                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1699                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1700                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1701                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1702                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1703                  * properly.
1704                  */
1705                 if (likely(!cold))
1706                         list_add(&page->lru, list);
1707                 else
1708                         list_add_tail(&page->lru, list);
1709                 list = &page->lru;
1710                 if (is_migrate_cma(get_freepage_migratetype(page)))
1711                         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
1712                                               -(1 << order));
1713         }
1714         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1715         spin_unlock(&zone->lock);
1716         return i;
1717 }
1718
1719 #ifdef CONFIG_NUMA
1720 /*
1721  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1722  * currently executing processor on remote nodes after they have
1723  * expired.
1724  *
1725  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1726  * a single processor.
1727  */
1728 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1729 {
1730         unsigned long flags;
1731         int to_drain, batch;
1732
1733         local_irq_save(flags);
1734         batch = READ_ONCE(pcp->batch);
1735         to_drain = min(pcp->count, batch);
1736         if (to_drain > 0) {
1737                 free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1738                 pcp->count -= to_drain;
1739         }
1740         local_irq_restore(flags);
1741 }
1742 #endif
1743
1744 /*
1745  * Drain pcplists of the indicated processor and zone.
1746  *
1747  * The processor must either be the current processor and the
1748  * thread pinned to the current processor or a processor that
1749  * is not online.
1750  */
1751 static void drain_pages_zone(unsigned int cpu, struct zone *zone)
1752 {
1753         unsigned long flags;
1754         struct per_cpu_pageset *pset;
1755         struct per_cpu_pages *pcp;
1756
1757         local_irq_save(flags);
1758         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1759
1760         pcp = &pset->pcp;
1761         if (pcp->count) {
1762                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1763                 pcp->count = 0;
1764         }
1765         local_irq_restore(flags);
1766 }
1767
1768 /*
1769  * Drain pcplists of all zones on the indicated processor.
1770  *
1771  * The processor must either be the current processor and the
1772  * thread pinned to the current processor or a processor that
1773  * is not online.
1774  */
1775 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1776 {
1777         struct zone *zone;
1778
1779         for_each_populated_zone(zone) {
1780                 drain_pages_zone(cpu, zone);
1781         }
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1786  *
1787  * The CPU has to be pinned. When zone parameter is non-NULL, spill just
1788  * the single zone's pages.
1789  */
1790 void drain_local_pages(struct zone *zone)
1791 {
1792         int cpu = smp_processor_id();
1793
1794         if (zone)
1795                 drain_pages_zone(cpu, zone);
1796         else
1797                 drain_pages(cpu);
1798 }
1799
1800 /*
1801  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
1802  *
1803  * When zone parameter is non-NULL, spill just the single zone's pages.
1804  *
1805  * Note that this code is protected against sending an IPI to an offline
1806  * CPU but does not guarantee sending an IPI to newly hotplugged CPUs:
1807  * on_each_cpu_mask() blocks hotplug and won't talk to offlined CPUs but
1808  * nothing keeps CPUs from showing up after we populated the cpumask and
1809  * before the call to on_each_cpu_mask().
1810  */
1811 void drain_all_pages(struct zone *zone)
1812 {
1813         int cpu;
1814
1815         /*
1816          * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
1817          * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
1818          */
1819         static cpumask_t cpus_with_pcps;
1820
1821         /*
1822          * We don't care about racing with CPU hotplug event
1823          * as offline notification will cause the notified
1824          * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
1825          * disables preemption as part of its processing
1826          */
1827         for_each_online_cpu(cpu) {
1828                 struct per_cpu_pageset *pcp;
1829                 struct zone *z;
1830                 bool has_pcps = false;
1831
1832                 if (zone) {
1833                         pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1834                         if (pcp->pcp.count)
1835                                 has_pcps = true;
1836                 } else {
1837                         for_each_populated_zone(z) {
1838                                 pcp = per_cpu_ptr(z->pageset, cpu);
1839                                 if (pcp->pcp.count) {
1840                                         has_pcps = true;
1841                                         break;
1842                                 }
1843                         }
1844                 }
1845
1846                 if (has_pcps)
1847                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1848                 else
1849                         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
1850         }
1851         on_each_cpu_mask(&cpus_with_pcps, (smp_call_func_t) drain_local_pages,
1852                                                                 zone, 1);
1853 }
1854
1855 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1856
1857 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1858 {
1859         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1860         unsigned long flags;
1861         unsigned int order, t;
1862         struct list_head *curr;
1863
1864         if (zone_is_empty(zone))
1865                 return;
1866
1867         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1868
1869         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1870         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1871                 if (pfn_valid(pfn)) {
1872                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1873
1874                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1875                                 swsusp_unset_page_free(page);
1876                 }
1877
1878         for_each_migratetype_order(order, t) {
1879                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1880                         unsigned long i;
1881
1882                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1883                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1884                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1885                 }
1886         }
1887         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1888 }
1889 #endif /* CONFIG_PM */
1890
1891 /*
1892  * Free a 0-order page
1893  * cold == true ? free a cold page : free a hot page
1894  */
1895 void free_hot_cold_page(struct page *page, bool cold)
1896 {
1897         struct zone *zone = page_zone(page);
1898         struct per_cpu_pages *pcp;
1899         unsigned long flags;
1900         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1901         int migratetype;
1902
1903         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1904                 return;
1905
1906         migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
1907         set_freepage_migratetype(page, migratetype);
1908         local_irq_save(flags);
1909         __count_vm_event(PGFREE);
1910
1911         /*
1912          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1913          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1914          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1915          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1916          * excessively into the page allocator
1917          */
1918         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1919                 if (unlikely(is_migrate_isolate(migratetype))) {
1920                         free_one_page(zone, page, pfn, 0, migratetype);
1921                         goto out;
1922                 }
1923                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1924         }
1925
1926         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1927         if (!cold)
1928                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1929         else
1930                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1931         pcp->count++;
1932         if (pcp->count >= pcp->high) {
1933                 unsigned long batch = READ_ONCE(pcp->batch);
1934                 free_pcppages_bulk(zone, batch, pcp);
1935                 pcp->count -= batch;
1936         }
1937
1938 out:
1939         local_irq_restore(flags);
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Free a list of 0-order pages
1944  */
1945 void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, bool cold)
1946 {
1947         struct page *page, *next;
1948
1949         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
1950                 trace_mm_page_free_batched(page, cold);
1951                 free_hot_cold_page(page, cold);
1952         }
1953 }
1954
1955 /*
1956  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1957  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1958  * Each sub-page must be freed individually.
1959  *
1960  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1961  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1962  */
1963 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1964 {
1965         int i;
1966         gfp_t gfp_mask;
1967
1968         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page), page);
1969         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1970
1971 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1972         /*
1973          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1974          * otherwise free the whole shadow.
1975          */
1976         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1977                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1978 #endif
1979
1980         gfp_mask = get_page_owner_gfp(page);
1981         set_page_owner(page, 0, gfp_mask);
1982         for (i = 1; i < (1 << order); i++) {
1983                 set_page_refcounted(page + i);
1984                 set_page_owner(page + i, 0, gfp_mask);
1985         }
1986 }
1987 EXPORT_SYMBOL_GPL(split_page);
1988
1989 int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
1990 {
1991         unsigned long watermark;
1992         struct zone *zone;
1993         int mt;
1994
1995         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1996
1997         zone = page_zone(page);
1998         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1999
2000         if (!is_migrate_isolate(mt)) {
2001                 /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
2002                 watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
2003                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
2004                         return 0;
2005
2006                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
2007         }
2008
2009         /* Remove page from free list */
2010         list_del(&page->lru);
2011         zone->free_area[order].nr_free--;
2012         rmv_page_order(page);
2013
2014         set_page_owner(page, order, __GFP_MOVABLE);
2015
2016         /* Set the pageblock if the isolated page is at least a pageblock */
2017         if (order >= pageblock_order - 1) {
2018                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
2019                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
2020                         int mt = get_pageblock_migratetype(page);
2021                         if (!is_migrate_isolate(mt) && !is_migrate_cma(mt))
2022                                 set_pageblock_migratetype(page,
2023                                                           MIGRATE_MOVABLE);
2024                 }
2025         }
2026
2027
2028         return 1UL << order;
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
2033  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
2034  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
2035  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
2036  * are enabled.
2037  *
2038  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
2039  * Please consult with lkml before using this in your driver.
2040  */
2041 int split_free_page(struct page *page)
2042 {
2043         unsigned int order;
2044         int nr_pages;
2045
2046         order = page_order(page);
2047
2048         nr_pages = __isolate_free_page(page, order);
2049         if (!nr_pages)
2050                 return 0;
2051
2052         /* Split into individual pages */
2053         set_page_refcounted(page);
2054         split_page(page, order);
2055         return nr_pages;
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Allocate a page from the given zone. Use pcplists for order-0 allocations.
2060  */
2061 static inline
2062 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
2063                         struct zone *zone, unsigned int order,
2064                         gfp_t gfp_flags, int migratetype)
2065 {
2066         unsigned long flags;
2067         struct page *page;
2068         bool cold = ((gfp_flags & __GFP_COLD) != 0);
2069
2070         if (likely(order == 0)) {
2071                 struct per_cpu_pages *pcp;
2072                 struct list_head *list;
2073
2074                 local_irq_save(flags);
2075                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
2076                 list = &pcp->lists[migratetype];
2077                 if (list_empty(list)) {
2078                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
2079                                         pcp->batch, list,
2080                                         migratetype, cold);
2081                         if (unlikely(list_empty(list)))
2082                                 goto failed;
2083                 }
2084
2085                 if (cold)
2086                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
2087                 else
2088                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
2089
2090                 list_del(&page->lru);
2091                 pcp->count--;
2092         } else {
2093                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
2094                         /*
2095                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
2096                          *
2097                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
2098                          * properly detect and handle allocation failures.
2099                          *
2100                          * We most definitely don't want callers attempting to
2101                          * allocate greater than order-1 page units with
2102                          * __GFP_NOFAIL.
2103                          */
2104                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
2105                 }
2106                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2107                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
2108                 spin_unlock(&zone->lock);
2109                 if (!page)
2110                         goto failed;
2111                 __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
2112                                           get_freepage_migratetype(page));
2113         }
2114
2115         __mod_zone_page_state(zone, NR_ALLOC_BATCH, -(1 << order));
2116         if (atomic_long_read(&zone->vm_stat[NR_ALLOC_BATCH]) <= 0 &&
2117             !test_bit(ZONE_FAIR_DEPLETED, &zone->flags))
2118                 set_bit(ZONE_FAIR_DEPLETED, &zone->flags);
2119
2120         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
2121         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
2122         local_irq_restore(flags);
2123
2124         VM_BUG_ON_PAGE(bad_range(zone, page), page);
2125         return page;
2126
2127 failed:
2128         local_irq_restore(flags);
2129         return NULL;
2130 }
2131
2132 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
2133
2134 static struct {
2135         struct fault_attr attr;
2136
2137         u32 ignore_gfp_highmem;
2138         u32 ignore_gfp_wait;
2139         u32 min_order;
2140 } fail_page_alloc = {
2141         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
2142         .ignore_gfp_wait = 1,
2143         .ignore_gfp_highmem = 1,
2144         .min_order = 1,
2145 };
2146
2147 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
2148 {
2149         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
2150 }
2151 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
2152
2153 static bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2154 {
2155         if (order < fail_page_alloc.min_order)
2156                 return false;
2157         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2158                 return false;
2159         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
2160                 return false;
2161         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
2162                 return false;
2163
2164         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
2165 }
2166
2167 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
2168
2169 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
2170 {
2171         umode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
2172         struct dentry *dir;
2173
2174         dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
2175                                         &fail_page_alloc.attr);
2176         if (IS_ERR(dir))
2177                 return PTR_ERR(dir);
2178
2179         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
2180                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait))
2181                 goto fail;
2182         if (!debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
2183                                 &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem))
2184                 goto fail;
2185         if (!debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
2186                                 &fail_page_alloc.min_order))
2187                 goto fail;
2188
2189         return 0;
2190 fail:
2191         debugfs_remove_recursive(dir);
2192
2193         return -ENOMEM;
2194 }
2195
2196 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
2197
2198 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
2199
2200 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
2201
2202 static inline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2203 {
2204         return false;
2205 }
2206
2207 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
2208
2209 /*
2210  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
2211  * of the allocation.
2212  */
2213 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order,
2214                         unsigned long mark, int classzone_idx, int alloc_flags,
2215                         long free_pages)
2216 {
2217         /* free_pages may go negative - that's OK */
2218         long min = mark;
2219         int o;
2220         long free_cma = 0;
2221
2222         free_pages -= (1 << order) - 1;
2223         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
2224                 min -= min / 2;
2225         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
2226                 min -= min / 4;
2227 #ifdef CONFIG_CMA
2228         /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
2229         if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
2230                 free_cma = zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
2231 #endif
2232
2233         if (free_pages - free_cma <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
2234                 return false;
2235         for (o = 0; o < order; o++) {
2236                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
2237                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
2238
2239                 /* Require fewer higher order pages to be free */
2240                 min >>= 1;
2241
2242                 if (free_pages <= min)
2243                         return false;
2244         }
2245         return true;
2246 }
2247
2248 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
2249                       int classzone_idx, int alloc_flags)
2250 {
2251         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
2252                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
2253 }
2254
2255 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
2256                         unsigned long mark, int classzone_idx, int alloc_flags)
2257 {
2258         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
2259
2260         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
2261                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
2262
2263         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
2264                                                                 free_pages);
2265 }
2266
2267 #ifdef CONFIG_NUMA
2268 /*
2269  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
2270  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
2271  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
2272  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
2273  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
2274  *
2275  * If the zonelist cache is present in the passed zonelist, then
2276  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
2277  * tasks mems_allowed, or node_states[N_MEMORY].)
2278  *
2279  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
2280  * nothing and returns NULL.
2281  *
2282  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
2283  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
2284  *
2285  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
2286  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
2287  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
2288  * quickly as we can.
2289  */
2290 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
2291 {
2292         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
2293         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
2294
2295         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
2296         if (!zlc)
2297                 return NULL;
2298
2299         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
2300                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2301                 zlc->last_full_zap = jiffies;
2302         }
2303
2304         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
2305                                         &cpuset_current_mems_allowed :
2306                                         &node_states[N_MEMORY];
2307         return allowednodes;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
2312  * if it is worth looking at further for free memory:
2313  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
2314  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
2315  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
2316  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
2317  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
2318  * else return false (zero) if it is not.
2319  *
2320  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
2321  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
2322  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
2323  * be considered full for up to one second by all requests, unless
2324  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
2325  * into the second scan of the zonelist.
2326  *
2327  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
2328  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
2329  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
2330  * unturned looking for a free page.
2331  */
2332 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
2333                                                 nodemask_t *allowednodes)
2334 {
2335         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
2336         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
2337         int n;                          /* node that zone *z is on */
2338
2339         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
2340         if (!zlc)
2341                 return 1;
2342
2343         i = z - zonelist->_zonerefs;
2344         n = zlc->z_to_n[i];
2345
2346         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
2347         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
2352  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
2353  * from that zone don't waste time re-examining it.
2354  */
2355 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
2356 {
2357         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
2358         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
2359
2360         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
2361         if (!zlc)
2362                 return;
2363
2364         i = z - zonelist->_zonerefs;
2365
2366         set_bit(i, zlc->fullzones);
2367 }
2368
2369 /*
2370  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
2371  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
2372  */
2373 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
2374 {
2375         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
2376
2377         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
2378         if (!zlc)
2379                 return;
2380
2381         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
2382 }
2383
2384 static bool zone_local(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
2385 {
2386         return local_zone->node == zone->node;
2387 }
2388
2389 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
2390 {
2391         return node_distance(zone_to_nid(local_zone), zone_to_nid(zone)) <
2392                                 RECLAIM_DISTANCE;
2393 }
2394
2395 #else   /* CONFIG_NUMA */
2396
2397 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
2398 {
2399         return NULL;
2400 }
2401
2402 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
2403                                 nodemask_t *allowednodes)
2404 {
2405         return 1;
2406 }
2407
2408 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
2409 {
2410 }
2411
2412 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
2413 {
2414 }
2415
2416 static bool zone_local(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
2417 {
2418         return true;
2419 }
2420
2421 static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
2422 {
2423         return true;
2424 }
2425
2426 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2427
2428 static void reset_alloc_batches(struct zone *preferred_zone)
2429 {
2430         struct zone *zone = preferred_zone->zone_pgdat->node_zones;
2431
2432         do {
2433                 mod_zone_page_state(zone, NR_ALLOC_BATCH,
2434                         high_wmark_pages(zone) - low_wmark_pages(zone) -
2435                         atomic_long_read(&zone->vm_stat[NR_ALLOC_BATCH]));
2436                 clear_bit(ZONE_FAIR_DEPLETED, &zone->flags);
2437         } while (zone++ != preferred_zone);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
2442  * a page.
2443  */
2444 static struct page *
2445 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, int alloc_flags,
2446                                                 const struct alloc_context *ac)
2447 {
2448         struct zonelist *zonelist = ac->zonelist;
2449         struct zoneref *z;
2450         struct page *page = NULL;
2451         struct zone *zone;
2452         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
2453         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
2454         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
2455         bool consider_zone_dirty = (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW) &&
2456                                 (gfp_mask & __GFP_WRITE);
2457         int nr_fair_skipped = 0;
2458         bool zonelist_rescan;
2459
2460 zonelist_scan:
2461         zonelist_rescan = false;
2462
2463         /*
2464          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
2465          * See also __cpuset_node_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2466          */
2467         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, ac->high_zoneidx,
2468                                                                 ac->nodemask) {
2469                 unsigned long mark;
2470
2471                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
2472                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
2473                                 continue;
2474                 if (cpusets_enabled() &&
2475                         (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
2476                         !cpuset_zone_allowed(zone, gfp_mask))
2477                                 continue;
2478                 /*
2479                  * Distribute pages in proportion to the individual
2480                  * zone size to ensure fair page aging.  The zone a
2481                  * page was allocated in should have no effect on the
2482                  * time the page has in memory before being reclaimed.
2483                  */
2484                 if (alloc_flags & ALLOC_FAIR) {
2485                         if (!zone_local(ac->preferred_zone, zone))
2486                                 break;
2487                         if (test_bit(ZONE_FAIR_DEPLETED, &zone->flags)) {
2488                                 nr_fair_skipped++;
2489                                 continue;
2490                         }
2491                 }
2492                 /*
2493                  * When allocating a page cache page for writing, we
2494                  * want to get it from a zone that is within its dirty
2495                  * limit, such that no single zone holds more than its
2496                  * proportional share of globally allowed dirty pages.
2497                  * The dirty limits take into account the zone's
2498                  * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
2499                  * should be able to balance it without having to
2500                  * write pages from its LRU list.
2501                  *
2502                  * This may look like it could increase pressure on
2503                  * lower zones by failing allocations in higher zones
2504                  * before they are full.  But the pages that do spill
2505                  * over are limited as the lower zones are protected
2506                  * by this very same mechanism.  It should not become
2507                  * a practical burden to them.
2508                  *
2509                  * XXX: For now, allow allocations to potentially
2510                  * exceed the per-zone dirty limit in the slowpath
2511                  * (ALLOC_WMARK_LOW unset) before going into reclaim,
2512                  * which is important when on a NUMA setup the allowed
2513                  * zones are together not big enough to reach the
2514                  * global limit.  The proper fix for these situations
2515                  * will require awareness of zones in the
2516                  * dirty-throttling and the flusher threads.
2517                  */
2518                 if (consider_zone_dirty && !zone_dirty_ok(zone))
2519                         continue;
2520
2521                 mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
2522                 if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
2523                                        ac->classzone_idx, alloc_flags)) {
2524                         int ret;
2525
2526                         /* Checked here to keep the fast path fast */
2527                         BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
2528                         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)
2529                                 goto try_this_zone;
2530
2531                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) &&
2532                                         !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
2533                                 /*
2534                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
2535                                  * and before considering the first zone allowed
2536                                  * by the cpuset.
2537                                  */
2538                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
2539                                 zlc_active = 1;
2540                                 did_zlc_setup = 1;
2541                         }
2542
2543                         if (zone_reclaim_mode == 0 ||
2544                             !zone_allows_reclaim(ac->preferred_zone, zone))
2545                                 goto this_zone_full;
2546
2547                         /*
2548                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
2549                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
2550                          */
2551                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active &&
2552                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
2553                                 continue;
2554
2555                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
2556                         switch (ret) {
2557                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
2558                                 /* did not scan */
2559                                 continue;
2560                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
2561                                 /* scanned but unreclaimable */
2562                                 continue;
2563                         default:
2564                                 /* did we reclaim enough */
2565                                 if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
2566                                                 ac->classzone_idx, alloc_flags))
2567                                         goto try_this_zone;
2568
2569                                 /*
2570                                  * Failed to reclaim enough to meet watermark.
2571                                  * Only mark the zone full if checking the min
2572                                  * watermark or if we failed to reclaim just
2573                                  * 1<<order pages or else the page allocator
2574                                  * fastpath will prematurely mark zones full
2575                                  * when the watermark is between the low and
2576                                  * min watermarks.
2577                                  */
2578                                 if (((alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK) == ALLOC_WMARK_MIN) ||
2579                                     ret == ZONE_RECLAIM_SOME)
2580                                         goto this_zone_full;
2581
2582                                 continue;
2583                         }
2584                 }
2585
2586 try_this_zone:
2587                 page = buffered_rmqueue(ac->preferred_zone, zone, order,
2588                                                 gfp_mask, ac->migratetype);
2589                 if (page) {
2590                         if (prep_new_page(page, order, gfp_mask, alloc_flags))
2591                                 goto try_this_zone;
2592                         return page;
2593                 }
2594 this_zone_full:
2595                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active)
2596                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
2597         }
2598
2599         /*
2600          * The first pass makes sure allocations are spread fairly within the
2601          * local node.  However, the local node might have free pages left
2602          * after the fairness batches are exhausted, and remote zones haven't
2603          * even been considered yet.  Try once more without fairness, and
2604          * include remote zones now, before entering the slowpath and waking
2605          * kswapd: prefer spilling to a remote zone over swapping locally.
2606          */
2607         if (alloc_flags & ALLOC_FAIR) {
2608                 alloc_flags &= ~ALLOC_FAIR;
2609                 if (nr_fair_skipped) {
2610                         zonelist_rescan = true;
2611                         reset_alloc_batches(ac->preferred_zone);
2612                 }
2613                 if (nr_online_nodes > 1)
2614                         zonelist_rescan = true;
2615         }
2616
2617         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && zlc_active)) {
2618                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
2619                 zlc_active = 0;
2620                 zonelist_rescan = true;
2621         }
2622
2623         if (zonelist_rescan)
2624                 goto zonelist_scan;
2625
2626         return NULL;
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
2631  * meminfo in irq context.
2632  */
2633 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
2634 {
2635         bool ret = false;
2636
2637 #if NODES_SHIFT > 8
2638         ret = in_interrupt();
2639 #endif
2640         return ret;
2641 }
2642
2643 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
2644                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2645                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2646
2647 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
2648 {
2649         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2650
2651         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs) ||
2652             debug_guardpage_minorder() > 0)
2653                 return;
2654
2655         /*
2656          * This documents exceptions given to allocations in certain
2657          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
2658          * of allowed nodes.
2659          */
2660         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2661                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2662                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
2663                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2664         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2665                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
2666
2667         if (fmt) {
2668                 struct va_format vaf;
2669                 va_list args;
2670
2671                 va_start(args, fmt);
2672
2673                 vaf.fmt = fmt;
2674                 vaf.va = &args;
2675
2676                 pr_warn("%pV", &vaf);
2677
2678                 va_end(args);
2679         }
2680
2681         pr_warn("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
2682                 current->comm, order, gfp_mask);
2683
2684         dump_stack();
2685         if (!should_suppress_show_mem())
2686                 show_mem(filter);
2687 }
2688
2689 static inline struct page *
2690 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2691         const struct alloc_context *ac, unsigned long *did_some_progress)
2692 {
2693         struct page *page;
2694
2695         *did_some_progress = 0;
2696
2697         /*
2698          * Acquire the oom lock.  If that fails, somebody else is
2699          * making progress for us.
2700          */
2701         if (!mutex_trylock(&oom_lock)) {
2702                 *did_some_progress = 1;
2703                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
2704                 return NULL;
2705         }
2706
2707         /*
2708          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
2709          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
2710          * we're still under heavy pressure.
2711          */
2712         page = get_page_from_freelist(gfp_mask | __GFP_HARDWALL, order,
2713                                         ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET, ac);
2714         if (page)
2715                 goto out;
2716
2717         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2718                 /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
2719                 if (current->flags & PF_DUMPCORE)
2720                         goto out;
2721                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
2722                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2723                         goto out;
2724                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
2725                 if (ac->high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2726                         goto out;
2727                 /* The OOM killer does not compensate for IO-less reclaim */
2728                 if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2729                         /*
2730                          * XXX: Page reclaim didn't yield anything,
2731                          * and the OOM killer can't be invoked, but
2732                          * keep looping as per tradition.
2733                          */
2734                         *did_some_progress = 1;
2735                         goto out;
2736                 }
2737                 if (pm_suspended_storage())
2738                         goto out;
2739                 /* The OOM killer may not free memory on a specific node */
2740                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
2741                         goto out;
2742         }
2743         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
2744         if (out_of_memory(ac->zonelist, gfp_mask, order, ac->nodemask, false)
2745                         || WARN_ON_ONCE(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2746                 *did_some_progress = 1;
2747 out:
2748         mutex_unlock(&oom_lock);
2749         return page;
2750 }
2751
2752 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2753 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
2754 static struct page *
2755 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2756                 int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
2757                 enum migrate_mode mode, int *contended_compaction,
2758                 bool *deferred_compaction)
2759 {
2760         unsigned long compact_result;
2761         struct page *page;
2762
2763         if (!order)
2764                 return NULL;
2765
2766         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2767         compact_result = try_to_compact_pages(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
2768                                                 mode, contended_compaction);
2769         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2770
2771         switch (compact_result) {
2772         case COMPACT_DEFERRED:
2773                 *deferred_compaction = true;
2774                 /* fall-through */
2775         case COMPACT_SKIPPED:
2776                 return NULL;
2777         default:
2778                 break;
2779         }
2780
2781         /*
2782          * At least in one zone compaction wasn't deferred or skipped, so let's
2783          * count a compaction stall
2784          */
2785         count_vm_event(COMPACTSTALL);
2786
2787         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
2788                                         alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS, ac);
2789
2790         if (page) {
2791                 struct zone *zone = page_zone(page);
2792
2793                 zone->compact_blockskip_flush = false;
2794                 compaction_defer_reset(zone, order, true);
2795                 count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
2796                 return page;
2797         }
2798
2799         /*
2800          * It's bad if compaction run occurs and fails. The most likely reason
2801          * is that pages exist, but not enough to satisfy watermarks.
2802          */
2803         count_vm_event(COMPACTFAIL);
2804
2805         cond_resched();
2806
2807         return NULL;
2808 }
2809 #else
2810 static inline struct page *
2811 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2812                 int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
2813                 enum migrate_mode mode, int *contended_compaction,
2814                 bool *deferred_compaction)
2815 {
2816         return NULL;
2817 }
2818 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2819
2820 /* Perform direct synchronous page reclaim */
2821 static int
2822 __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2823                                         const struct alloc_context *ac)
2824 {
2825         struct reclaim_state reclaim_state;
2826         int progress;
2827
2828         cond_resched();
2829
2830         /* We now go into synchronous reclaim */
2831         cpuset_memory_pressure_bump();
2832         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2833         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2834         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2835         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2836
2837         progress = try_to_free_pages(ac->zonelist, order, gfp_mask,
2838                                                                 ac->nodemask);
2839
2840         current->reclaim_state = NULL;
2841         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2842         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2843
2844         cond_resched();
2845
2846         return progress;
2847 }
2848
2849 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2850 static inline struct page *
2851 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2852                 int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
2853                 unsigned long *did_some_progress)
2854 {
2855         struct page *page = NULL;
2856         bool drained = false;
2857
2858         *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, ac);
2859         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2860                 return NULL;
2861
2862         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2863         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2864                 zlc_clear_zones_full(ac->zonelist);
2865
2866 retry:
2867         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
2868                                         alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS, ac);
2869
2870         /*
2871          * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
2872          * pages are pinned on the per-cpu lists. Drain them and try again
2873          */
2874         if (!page && !drained) {
2875                 drain_all_pages(NULL);
2876                 drained = true;
2877                 goto retry;
2878         }
2879
2880         return page;
2881 }
2882
2883 /*
2884  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2885  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2886  */
2887 static inline struct page *
2888 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2889                                 const struct alloc_context *ac)
2890 {
2891         struct page *page;
2892
2893         do {
2894                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
2895                                                 ALLOC_NO_WATERMARKS, ac);
2896
2897                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2898                         wait_iff_congested(ac->preferred_zone, BLK_RW_ASYNC,
2899                                                                         HZ/50);
2900         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2901
2902         return page;
2903 }
2904
2905 static void wake_all_kswapds(unsigned int order, const struct alloc_context *ac)
2906 {
2907         struct zoneref *z;
2908         struct zone *zone;
2909
2910         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist,
2911                                                 ac->high_zoneidx, ac->nodemask)
2912                 wakeup_kswapd(zone, order, zone_idx(ac->preferred_zone));
2913 }
2914
2915 static inline int
2916 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2917 {
2918         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2919         const bool atomic = !(gfp_mask & (__GFP_WAIT | __GFP_NO_KSWAPD));
2920
2921         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2922         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2923
2924         /*
2925          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2926          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2927          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2928          * set both ALLOC_HARDER (atomic == true) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2929          */
2930         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2931
2932         if (atomic) {
2933                 /*
2934                  * Not worth trying to allocate harder for __GFP_NOMEMALLOC even
2935                  * if it can't schedule.
2936                  */
2937                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2938                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2939                 /*
2940                  * Ignore cpuset mems for GFP_ATOMIC rather than fail, see the
2941                  * comment for __cpuset_node_allowed().
2942                  */
2943                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2944         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2945                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2946
2947         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2948                 if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
2949                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2950                 else if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
2951                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2952                 else if (!in_interrupt() &&
2953                                 ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2954                                  unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2955                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2956         }
2957 #ifdef CONFIG_CMA
2958         if (gfpflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
2959                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
2960 #endif
2961         return alloc_flags;
2962 }
2963
2964 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
2965 {
2966         return !!(gfp_to_alloc_flags(gfp_mask) & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2967 }
2968
2969 static inline struct page *
2970 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2971                                                 struct alloc_context *ac)
2972 {
2973         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2974         struct page *page = NULL;
2975         int alloc_flags;
2976         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2977         unsigned long did_some_progress;
2978         enum migrate_mode migration_mode = MIGRATE_ASYNC;
2979         bool deferred_compaction = false;
2980         int contended_compaction = COMPACT_CONTENDED_NONE;
2981
2982         /*
2983          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2984          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2985          * be using allocators in order of preference for an area that is
2986          * too large.
2987          */
2988         if (order >= MAX_ORDER) {
2989                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2990                 return NULL;
2991         }
2992
2993         /*
2994          * If this allocation cannot block and it is for a specific node, then
2995          * fail early.  There's no need to wakeup kswapd or retry for a
2996          * speculative node-specific allocation.
2997          */
2998         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) && !wait)
2999                 goto nopage;
3000
3001 retry:
3002         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
3003                 wake_all_kswapds(order, ac);
3004
3005         /*
3006          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
3007          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
3008          * to how we want to proceed.
3009          */
3010         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
3011
3012         /*
3013          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
3014          * cpusets.
3015          */
3016         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !ac->nodemask) {
3017                 struct zoneref *preferred_zoneref;
3018                 preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac->zonelist,
3019                                 ac->high_zoneidx, NULL, &ac->preferred_zone);
3020                 ac->classzone_idx = zonelist_zone_idx(preferred_zoneref);
3021         }
3022
3023         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
3024         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
3025                                 alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS, ac);
3026         if (page)
3027                 goto got_pg;
3028
3029         /* Allocate without watermarks if the context allows */
3030         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
3031                 /*
3032                  * Ignore mempolicies if ALLOC_NO_WATERMARKS on the grounds
3033                  * the allocation is high priority and these type of
3034                  * allocations are system rather than user orientated
3035                  */
3036                 ac->zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);
3037
3038                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order, ac);
3039
3040                 if (page) {
3041                         goto got_pg;
3042                 }
3043         }
3044
3045         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
3046         if (!wait) {
3047                 /*
3048                  * All existing users of the deprecated __GFP_NOFAIL are
3049                  * blockable, so warn of any new users that actually allow this
3050                  * type of allocation to fail.
3051                  */
3052                 WARN_ON_ONCE(gfp_mask & __GFP_NOFAIL);
3053                 goto nopage;
3054         }
3055
3056         /* Avoid recursion of direct reclaim */
3057         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
3058                 goto nopage;
3059
3060         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
3061         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
3062                 goto nopage;
3063
3064         /*
3065          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
3066          * attempts after direct reclaim are synchronous
3067          */
3068         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
3069                                         migration_mode,
3070                                         &contended_compaction,
3071                                         &deferred_compaction);
3072         if (page)
3073                 goto got_pg;
3074
3075         /* Checks for THP-specific high-order allocations */
3076         if ((gfp_mask & GFP_TRANSHUGE) == GFP_TRANSHUGE) {
3077                 /*
3078                  * If compaction is deferred for high-order allocations, it is
3079                  * because sync compaction recently failed. If this is the case
3080                  * and the caller requested a THP allocation, we do not want
3081                  * to heavily disrupt the system, so we fail the allocation
3082                  * instead of entering direct reclaim.
3083                  */
3084                 if (deferred_compaction)
3085                         goto nopage;
3086
3087                 /*
3088                  * In all zones where compaction was attempted (and not
3089                  * deferred or skipped), lock contention has been detected.
3090                  * For THP allocation we do not want to disrupt the others
3091                  * so we fallback to base pages instead.
3092                  */
3093                 if (contended_compaction == COMPACT_CONTENDED_LOCK)
3094                         goto nopage;
3095
3096                 /*
3097                  * If compaction was aborted due to need_resched(), we do not
3098                  * want to further increase allocation latency, unless it is
3099                  * khugepaged trying to collapse.
3100                  */
3101                 if (contended_compaction == COMPACT_CONTENDED_SCHED
3102                         && !(current->flags & PF_KTHREAD))
3103                         goto nopage;
3104         }
3105
3106         /*
3107          * It can become very expensive to allocate transparent hugepages at
3108          * fault, so use asynchronous memory compaction for THP unless it is
3109          * khugepaged trying to collapse.
3110          */
3111         if ((gfp_mask & GFP_TRANSHUGE) != GFP_TRANSHUGE ||
3112                                                 (current->flags & PF_KTHREAD))
3113                 migration_mode = MIGRATE_SYNC_LIGHT;
3114
3115         /* Try direct reclaim and then allocating */
3116         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
3117                                                         &did_some_progress);
3118         if (page)
3119                 goto got_pg;
3120
3121         /* Do not loop if specifically requested */
3122         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
3123                 goto noretry;
3124
3125         /* Keep reclaiming pages as long as there is reasonable progress */
3126         pages_reclaimed += did_some_progress;
3127         if ((did_some_progress && order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ||
3128             ((gfp_mask & __GFP_REPEAT) && pages_reclaimed < (1 << order))) {
3129                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
3130                 wait_iff_congested(ac->preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
3131                 goto retry;
3132         }
3133
3134         /* Reclaim has failed us, start killing things */
3135         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order, ac, &did_some_progress);
3136         if (page)
3137                 goto got_pg;
3138
3139         /* Retry as long as the OOM killer is making progress */
3140         if (did_some_progress)
3141                 goto retry;
3142
3143 noretry:
3144         /*
3145          * High-order allocations do not necessarily loop after
3146          * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
3147          * being called after reclaim so call directly if necessary
3148          */
3149         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order, alloc_flags,
3150                                             ac, migration_mode,
3151                                             &contended_compaction,
3152                                             &deferred_compaction);
3153         if (page)
3154                 goto got_pg;
3155 nopage:
3156         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
3157 got_pg:
3158         return page;
3159 }
3160
3161 /*
3162  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
3163  */
3164 struct page *
3165 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3166                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
3167 {
3168         struct zoneref *preferred_zoneref;
3169         struct page *page = NULL;
3170         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3171         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET|ALLOC_FAIR;
3172         gfp_t alloc_mask; /* The gfp_t that was actually used for allocation */
3173         struct alloc_context ac = {
3174                 .high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask),
3175                 .nodemask = nodemask,
3176                 .migratetype = gfpflags_to_migratetype(gfp_mask),
3177         };
3178
3179         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
3180
3181         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
3182
3183         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
3184
3185         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
3186                 return NULL;
3187
3188         /*
3189          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
3190          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
3191          * of __GFP_THISNODE and a memoryless node
3192          */
3193         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
3194                 return NULL;
3195
3196         if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA) && ac.migratetype == MIGRATE_MOVABLE)
3197                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
3198
3199 retry_cpuset:
3200         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3201
3202         /* We set it here, as __alloc_pages_slowpath might have changed it */
3203         ac.zonelist = zonelist;
3204         /* The preferred zone is used for statistics later */
3205         preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac.zonelist, ac.high_zoneidx,
3206                                 ac.nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
3207                                 &ac.preferred_zone);
3208         if (!ac.preferred_zone)
3209                 goto out;
3210         ac.classzone_idx = zonelist_zone_idx(preferred_zoneref);
3211
3212         /* First allocation attempt */
3213         alloc_mask = gfp_mask|__GFP_HARDWALL;
3214         page = get_page_from_freelist(alloc_mask, order, alloc_flags, &ac);
3215         if (unlikely(!page)) {
3216                 /*
3217                  * Runtime PM, block IO and its error handling path
3218                  * can deadlock because I/O on the device might not
3219                  * complete.
3220                  */
3221                 alloc_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask);
3222
3223                 page = __alloc_pages_slowpath(alloc_mask, order, &ac);
3224         }
3225
3226         if (kmemcheck_enabled && page)
3227                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
3228
3229         trace_mm_page_alloc(page, order, alloc_mask, ac.migratetype);
3230
3231 out:
3232         /*
3233          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
3234          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
3235          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
3236          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
3237          */
3238         if (unlikely(!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3239                 goto retry_cpuset;
3240
3241         return page;
3242 }
3243 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
3244
3245 /*
3246  * Common helper functions.
3247  */
3248 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3249 {
3250         struct page *page;
3251
3252         /*
3253          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
3254          * a highmem page
3255          */
3256         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
3257
3258         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
3259         if (!page)
3260                 return 0;
3261         return (unsigned long) page_address(page);
3262 }
3263 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
3264
3265 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
3266 {
3267         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
3268 }
3269 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
3270
3271 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
3272 {
3273         if (put_page_testzero(page)) {
3274                 if (order == 0)
3275                         free_hot_cold_page(page, false);
3276                 else
3277                         __free_pages_ok(page, order);
3278         }
3279 }
3280
3281 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
3282
3283 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
3284 {
3285         if (addr != 0) {
3286                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
3287                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
3288         }
3289 }
3290
3291 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
3292
3293 /*
3294  * Page Fragment:
3295  *  An arbitrary-length arbitrary-offset area of memory which resides
3296  *  within a 0 or higher order page.  Multiple fragments within that page
3297  *  are individually refcounted, in the page's reference counter.
3298  *
3299  * The page_frag functions below provide a simple allocation framework for
3300  * page fragments.  This is used by the network stack and network device
3301  * drivers to provide a backing region of memory for use as either an
3302  * sk_buff->head, or to be used in the "frags" portion of skb_shared_info.
3303  */
3304 static struct page *__page_frag_refill(struct page_frag_cache *nc,
3305                                        gfp_t gfp_mask)
3306 {
3307         struct page *page = NULL;
3308         gfp_t gfp = gfp_mask;
3309
3310 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
3311         gfp_mask |= __GFP_COMP | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY |
3312                     __GFP_NOMEMALLOC;
3313         page = alloc_pages_node(NUMA_NO_NODE, gfp_mask,
3314                                 PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER);
3315         nc->size = page ? PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE : PAGE_SIZE;
3316 #endif
3317         if (unlikely(!page))
3318                 page = alloc_pages_node(NUMA_NO_NODE, gfp, 0);
3319
3320         nc->va = page ? page_address(page) : NULL;
3321
3322         return page;
3323 }
3324
3325 void *__alloc_page_frag(struct page_frag_cache *nc,
3326                         unsigned int fragsz, gfp_t gfp_mask)
3327 {
3328         unsigned int size = PAGE_SIZE;
3329         struct page *page;
3330         int offset;
3331
3332         if (unlikely(!nc->va)) {
3333 refill:
3334                 page = __page_frag_refill(nc, gfp_mask);
3335                 if (!page)
3336                         return NULL;
3337
3338 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
3339                 /* if size can vary use size else just use PAGE_SIZE */
3340                 size = nc->size;
3341 #endif
3342                 /* Even if we own the page, we do not use atomic_set().
3343                  * This would break get_page_unless_zero() users.
3344                  */
3345                 atomic_add(size - 1, &page->_count);
3346
3347                 /* reset page count bias and offset to start of new frag */
3348                 nc->pfmemalloc = page->pfmemalloc;
3349                 nc->pagecnt_bias = size;
3350                 nc->offset = size;
3351         }
3352
3353         offset = nc->offset - fragsz;
3354         if (unlikely(offset < 0)) {
3355                 page = virt_to_page(nc->va);
3356
3357                 if (!atomic_sub_and_test(nc->pagecnt_bias, &page->_count))
3358                         goto refill;
3359
3360 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
3361                 /* if size can vary use size else just use PAGE_SIZE */
3362                 size = nc->size;
3363 #endif
3364                 /* OK, page count is 0, we can safely set it */
3365                 atomic_set(&page->_count, size);
3366
3367                 /* reset page count bias and offset to start of new frag */
3368                 nc->pagecnt_bias = size;
3369                 offset = size - fragsz;
3370         }
3371
3372         nc->pagecnt_bias--;
3373         nc->offset = offset;
3374
3375         return nc->va + offset;
3376 }
3377 EXPORT_SYMBOL(__alloc_page_frag);
3378
3379 /*
3380  * Frees a page fragment allocated out of either a compound or order 0 page.
3381  */
3382 void __free_page_frag(void *addr)
3383 {
3384         struct page *page = virt_to_head_page(addr);
3385
3386         if (unlikely(put_page_testzero(page)))
3387                 __free_pages_ok(page, compound_order(page));
3388 }
3389 EXPORT_SYMBOL(__free_page_frag);
3390
3391 /*
3392  * alloc_kmem_pages charges newly allocated pages to the kmem resource counter
3393  * of the current memory cgroup.
3394  *
3395  * It should be used when the caller would like to use kmalloc, but since the
3396  * allocation is large, it has to fall back to the page allocator.
3397  */
3398 struct page *alloc_kmem_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3399 {
3400         struct page *page;
3401         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3402
3403         if (!memcg_kmem_newpage_charge(gfp_mask, &memcg, order))
3404                 return NULL;
3405         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
3406         memcg_kmem_commit_charge(page, memcg, order);
3407         return page;
3408 }
3409
3410 struct page *alloc_kmem_pages_node(int nid, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3411 {
3412         struct page *page;
3413         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3414
3415         if (!memcg_kmem_newpage_charge(gfp_mask, &memcg, order))
3416                 return NULL;
3417         page = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
3418         memcg_kmem_commit_charge(page, memcg, order);
3419         return page;
3420 }
3421
3422 /*
3423  * __free_kmem_pages and free_kmem_pages will free pages allocated with
3424  * alloc_kmem_pages.
3425  */
3426 void __free_kmem_pages(struct page *page, unsigned int order)
3427 {
3428         memcg_kmem_uncharge_pages(page, order);
3429         __free_pages(page, order);
3430 }
3431
3432 void free_kmem_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
3433 {
3434         if (addr != 0) {
3435                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
3436                 __free_kmem_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
3437         }
3438 }
3439
3440 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
3441 {
3442         if (addr) {
3443                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
3444                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
3445
3446                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
3447                 while (used < alloc_end) {
3448                         free_page(used);
3449                         used += PAGE_SIZE;
3450                 }
3451         }
3452         return (void *)addr;
3453 }
3454
3455 /**
3456  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
3457  * @size: the number of bytes to allocate
3458  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
3459  *
3460  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
3461  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
3462  * allocate memory in power-of-two pages.
3463  *
3464  * This function is also limited by MAX_ORDER.
3465  *
3466  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
3467  */
3468 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
3469 {
3470         unsigned int order = get_order(size);
3471         unsigned long addr;
3472
3473         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
3474         return make_alloc_exact(addr, order, size);
3475 }
3476 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
3477
3478 /**
3479  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
3480  *                         pages on a node.
3481  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
3482  * @size: the number of bytes to allocate
3483  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
3484  *
3485  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
3486  * back.
3487  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
3488  * but is not exact.
3489  */
3490 void * __meminit alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
3491 {
3492         unsigned order = get_order(size);
3493         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
3494         if (!p)
3495                 return NULL;
3496         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
3497 }
3498
3499 /**
3500  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
3501  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
3502  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
3503  *
3504  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
3505  */
3506 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
3507 {
3508         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
3509         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
3510
3511         while (addr < end) {
3512                 free_page(addr);
3513                 addr += PAGE_SIZE;
3514         }
3515 }
3516 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
3517
3518 /**
3519  * nr_free_zone_pages - count number of pages beyond high watermark
3520  * @offset: The zone index of the highest zone
3521  *
3522  * nr_free_zone_pages() counts the number of counts pages which are beyond the
3523  * high watermark within all zones at or below a given zone index.  For each
3524  * zone, the number of pages is calculated as:
3525  *     managed_pages - high_pages
3526  */
3527 static unsigned long nr_free_zone_pages(int offset)
3528 {
3529         struct zoneref *z;
3530         struct zone *zone;
3531
3532         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
3533         unsigned long sum = 0;
3534
3535         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
3536
3537         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
3538                 unsigned long size = zone->managed_pages;
3539                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
3540                 if (size > high)
3541                         sum += size - high;
3542         }
3543
3544         return sum;
3545 }
3546
3547 /**
3548  * nr_free_buffer_pages - count number of pages beyond high watermark
3549  *
3550  * nr_free_buffer_pages() counts the number of pages which are beyond the high
3551  * watermark within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL.
3552  */
3553 unsigned long nr_free_buffer_pages(void)
3554 {
3555         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
3558
3559 /**
3560  * nr_free_pagecache_pages - count number of pages beyond high watermark
3561  *
3562  * nr_free_pagecache_pages() counts the number of pages which are beyond the
3563  * high watermark within all zones.
3564  */
3565 unsigned long nr_free_pagecache_pages(void)
3566 {
3567         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
3568 }
3569
3570 static inline void show_node(struct zone *zone)
3571 {
3572         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
3573                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
3574 }
3575
3576 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
3577 {
3578         val->totalram = totalram_pages;
3579         val->sharedram = global_page_state(NR_SHMEM);
3580         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
3581         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
3582         val->totalhigh = totalhigh_pages;
3583         val->freehigh = nr_free_highpages();
3584         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
3585 }
3586
3587 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
3588
3589 #ifdef CONFIG_NUMA
3590 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
3591 {
3592         int zone_type;          /* needs to be signed */
3593         unsigned long managed_pages = 0;
3594         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3595
3596         for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++)
3597                 managed_pages += pgdat->node_zones[zone_type].managed_pages;
3598         val->totalram = managed_pages;
3599         val->sharedram = node_page_state(nid, NR_SHMEM);
3600         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
3601 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
3602         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].managed_pages;
3603         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
3604                         NR_FREE_PAGES);
3605 #else
3606         val->totalhigh = 0;
3607         val->freehigh = 0;
3608 #endif
3609         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
3610 }
3611 #endif
3612
3613 /*
3614  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
3615  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
3616  */
3617 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
3618 {
3619         bool ret = false;
3620         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3621
3622         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
3623                 goto out;
3624
3625         do {
3626                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3627                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
3628         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
3629 out:
3630         return ret;
3631 }
3632
3633 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
3634
3635 static void show_migration_types(unsigned char type)
3636 {
3637         static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
3638                 [MIGRATE_UNMOVABLE]     = 'U',
3639                 [MIGRATE_RECLAIMABLE]   = 'E',
3640                 [MIGRATE_MOVABLE]       = 'M',
3641                 [MIGRATE_RESERVE]       = 'R',
3642 #ifdef CONFIG_CMA
3643                 [MIGRATE_CMA]           = 'C',
3644 #endif
3645 #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
3646                 [MIGRATE_ISOLATE]       = 'I',
3647 #endif
3648         };
3649         char tmp[MIGRATE_TYPES + 1];
3650         char *p = tmp;
3651         int i;
3652
3653         for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
3654                 if (type & (1 << i))
3655                         *p++ = types[i];
3656         }
3657
3658         *p = '\0';
3659         printk("(%s) ", tmp);
3660 }
3661
3662 /*
3663  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
3664  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
3665  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
3666  *
3667  * Bits in @filter:
3668  * SHOW_MEM_FILTER_NODES: suppress nodes that are not allowed by current's
3669  *   cpuset.
3670  */
3671 void show_free_areas(unsigned int filter)
3672 {
3673         unsigned long free_pcp = 0;
3674         int cpu;
3675         struct zone *zone;
3676
3677         for_each_populated_zone(zone) {
3678                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3679                         continue;
3680
3681                 for_each_online_cpu(cpu)
3682                         free_pcp += per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu)->pcp.count;
3683         }
3684
3685         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
3686                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
3687                 " unevictable:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
3688                 " slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
3689                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
3690                 " free:%lu free_pcp:%lu free_cma:%lu\n",
3691                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
3692                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
3693                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
3694                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
3695                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
3696                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
3697                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
3698                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
3699                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
3700                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
3701                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
3702                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
3703                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
3704                 global_page_state(NR_SHMEM),
3705                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
3706                 global_page_state(NR_BOUNCE),
3707                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
3708                 free_pcp,
3709                 global_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
3710
3711         for_each_populated_zone(zone) {
3712                 int i;
3713
3714                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3715                         continue;
3716
3717                 free_pcp = 0;
3718                 for_each_online_cpu(cpu)
3719                         free_pcp += per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu)->pcp.count;
3720
3721                 show_node(zone);
3722                 printk("%s"
3723                         " free:%lukB"
3724                         " min:%lukB"
3725                         " low:%lukB"
3726                         " high:%lukB"
3727                         " active_anon:%lukB"
3728                         " inactive_anon:%lukB"
3729                         " active_file:%lukB"
3730                         " inactive_file:%lukB"
3731                         " unevictable:%lukB"
3732                         " isolated(anon):%lukB"
3733                         " isolated(file):%lukB"
3734                         " present:%lukB"
3735                         " managed:%lukB"
3736                         " mlocked:%lukB"
3737                         " dirty:%lukB"
3738                         " writeback:%lukB"
3739                         " mapped:%lukB"
3740                         " shmem:%lukB"
3741                         " slab_reclaimable:%lukB"
3742                         " slab_unreclaimable:%lukB"
3743                         " kernel_stack:%lukB"
3744                         " pagetables:%lukB"
3745                         " unstable:%lukB"
3746                         " bounce:%lukB"
3747                         " free_pcp:%lukB"
3748                         " local_pcp:%ukB"
3749                         " free_cma:%lukB"
3750                         " writeback_tmp:%lukB"
3751                         " pages_scanned:%lu"
3752                         " all_unreclaimable? %s"
3753                         "\n",
3754                         zone->name,
3755                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
3756                         K(min_wmark_pages(zone)),
3757                         K(low_wmark_pages(zone)),
3758                         K(high_wmark_pages(zone)),
3759                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
3760                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
3761                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
3762                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
3763                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
3764                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
3765                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
3766                         K(zone->present_pages),
3767                         K(zone->managed_pages),
3768                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
3769                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
3770                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
3771                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
3772                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
3773                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
3774                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
3775                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
3776                                 THREAD_SIZE / 1024,
3777                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
3778                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
3779                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
3780                         K(free_pcp),
3781                         K(this_cpu_read(zone->pageset->pcp.count)),
3782                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)),
3783                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
3784                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED)),
3785                         (!zone_reclaimable(zone) ? "yes" : "no")
3786                         );
3787                 printk("lowmem_reserve[]:");
3788                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3789                         printk(" %ld", zone->lowmem_reserve[i]);
3790                 printk("\n");
3791         }
3792
3793         for_each_populated_zone(zone) {
3794                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
3795                 unsigned char types[MAX_ORDER];
3796
3797                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
3798                         continue;
3799                 show_node(zone);
3800                 printk("%s: ", zone->name);
3801
3802                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3803                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3804                         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
3805                         int type;
3806
3807                         nr[order] = area->nr_free;
3808                         total += nr[order] << order;
3809
3810                         types[order] = 0;
3811                         for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
3812                                 if (!list_empty(&area->free_list[type]))
3813                                         types[order] |= 1 << type;
3814                         }
3815                 }
3816                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3817                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
3818                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
3819                         if (nr[order])
3820                                 show_migration_types(types[order]);
3821                 }
3822                 printk("= %lukB\n", K(total));
3823         }
3824
3825         hugetlb_show_meminfo();
3826
3827         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
3828
3829         show_swap_cache_info();
3830 }
3831
3832 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
3833 {
3834         zoneref->zone = zone;
3835         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
3836 }
3837
3838 /*
3839  * Builds allocation fallback zone lists.
3840  *
3841  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
3842  */
3843 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
3844                                 int nr_zones)
3845 {
3846         struct zone *zone;
3847         enum zone_type zone_type = MAX_NR_ZONES;
3848
3849         do {
3850                 zone_type--;
3851                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
3852                 if (populated_zone(zone)) {
3853                         zoneref_set_zone(zone,
3854                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
3855                         check_highest_zone(zone_type);
3856                 }
3857         } while (zone_type);
3858
3859         return nr_zones;
3860 }
3861
3862
3863 /*
3864  *  zonelist_order:
3865  *  0 = automatic detection of better ordering.
3866  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
3867  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
3868  *
3869  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
3870  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
3871  */
3872 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
3873 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
3874 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
3875
3876 /* zonelist order in the kernel.
3877  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
3878  */
3879 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3880 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
3881
3882
3883 #ifdef CONFIG_NUMA
3884 /* The value user specified ....changed by config */
3885 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3886 /* string for sysctl */
3887 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
3888 char numa_zonelist_order[16] = "default";
3889
3890 /*
3891  * interface for configure zonelist ordering.
3892  * command line option "numa_zonelist_order"
3893  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
3894  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
3895  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
3896  */
3897
3898 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
3899 {
3900         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
3901                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
3902         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
3903                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
3904         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
3905                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
3906         } else {
3907                 printk(KERN_WARNING
3908                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
3909                         "%s\n", s);
3910                 return -EINVAL;
3911         }
3912         return 0;
3913 }
3914
3915 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
3916 {
3917         int ret;
3918
3919         if (!s)
3920                 return 0;
3921
3922         ret = __parse_numa_zonelist_order(s);
3923         if (ret == 0)
3924                 strlcpy(numa_zonelist_order, s, NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3925
3926         return ret;
3927 }
3928 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
3929
3930 /*
3931  * sysctl handler for numa_zonelist_order
3932  */
3933 int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *table, int write,
3934                 void __user *buffer, size_t *length,
3935                 loff_t *ppos)
3936 {
3937         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
3938         int ret;
3939         static DEFINE_MUTEX(zl_order_mutex);
3940
3941         mutex_lock(&zl_order_mutex);
3942         if (write) {
3943                 if (strlen((char *)table->data) >= NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN) {
3944                         ret = -EINVAL;
3945                         goto out;
3946                 }
3947                 strcpy(saved_string, (char *)table->data);
3948         }
3949         ret = proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
3950         if (ret)
3951                 goto out;
3952         if (write) {
3953                 int oldval = user_zonelist_order;
3954
3955                 ret = __parse_numa_zonelist_order((char *)table->data);
3956                 if (ret) {
3957                         /*
3958                          * bogus value.  restore saved string
3959                          */
3960                         strncpy((char *)table->data, saved_string,
3961                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
3962                         user_zonelist_order = oldval;
3963                 } else if (oldval != user_zonelist_order) {
3964                         mutex_lock(&zonelists_mutex);
3965                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
3966                         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
3967                 }
3968         }
3969 out:
3970         mutex_unlock(&zl_order_mutex);
3971         return ret;
3972 }
3973
3974
3975 #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
3976 static int node_load[MAX_NUMNODES];
3977
3978 /**
3979  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
3980  * @node: node whose fallback list we're appending
3981  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
3982  *
3983  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
3984  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
3985  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
3986  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
3987  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
3988  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
3989  * on them otherwise.
3990  * It returns -1 if no node is found.
3991  */
3992 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
3993 {
3994         int n, val;
3995         int min_val = INT_MAX;
3996         int best_node = NUMA_NO_NODE;
3997         const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
3998
3999         /* Use the local node if we haven't already */
4000         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
4001                 node_set(node, *used_node_mask);
4002                 return node;
4003         }
4004
4005         for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
4006
4007                 /* Don't want a node to appear more than once */
4008                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
4009                         continue;
4010
4011                 /* Use the distance array to find the distance */
4012                 val = node_distance(node, n);
4013
4014                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
4015                 val += (n < node);
4016
4017                 /* Give preference to headless and unused nodes */
4018                 tmp = cpumask_of_node(n);
4019                 if (!cpumask_empty(tmp))
4020                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
4021
4022                 /* Slight preference for less loaded node */
4023                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
4024                 val += node_load[n];
4025
4026                 if (val < min_val) {
4027                         min_val = val;
4028                         best_node = n;
4029                 }
4030         }
4031
4032         if (best_node >= 0)
4033                 node_set(best_node, *used_node_mask);
4034
4035         return best_node;
4036 }
4037
4038
4039 /*
4040  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
4041  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
4042  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
4043  */
4044 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
4045 {
4046         int j;
4047         struct zonelist *zonelist;
4048
4049         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
4050         for (j = 0; zonelist->_zonerefs[j].zone != NULL; j++)
4051                 ;
4052         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
4053         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
4054         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
4055 }
4056
4057 /*
4058  * Build gfp_thisnode zonelists
4059  */
4060 static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
4061 {
4062         int j;
4063         struct zonelist *zonelist;
4064
4065         zonelist = &pgdat->node_zonelists[1];
4066         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
4067         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
4068         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
4069 }
4070
4071 /*
4072  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
4073  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
4074  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
4075  * may still exist in local DMA zone.
4076  */
4077 static int node_order[MAX_NUMNODES];
4078
4079 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
4080 {
4081         int pos, j, node;
4082         int zone_type;          /* needs to be signed */
4083         struct zone *z;
4084         struct zonelist *zonelist;
4085
4086         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
4087         pos = 0;
4088         for (zone_type = MAX_NR_ZONES - 1; zone_type >= 0; zone_type--) {
4089                 for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
4090                         node = node_order[j];
4091                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
4092                         if (populated_zone(z)) {
4093                                 zoneref_set_zone(z,
4094                                         &zonelist->_zonerefs[pos++]);
4095                                 check_highest_zone(zone_type);
4096                         }
4097                 }
4098         }
4099         zonelist->_zonerefs[pos].zone = NULL;
4100         zonelist->_zonerefs[pos].zone_idx = 0;
4101 }
4102
4103 #if defined(CONFIG_64BIT)
4104 /*
4105  * Devices that require DMA32/DMA are relatively rare and do not justify a
4106  * penalty to every machine in case the specialised case applies. Default
4107  * to Node-ordering on 64-bit NUMA machines
4108  */
4109 static int default_zonelist_order(void)
4110 {
4111         return ZONELIST_ORDER_NODE;
4112 }
4113 #else
4114 /*
4115  * On 32-bit, the Normal zone needs to be preserved for allocations accessible
4116  * by the kernel. If processes running on node 0 deplete the low memory zone
4117  * then reclaim will occur more frequency increasing stalls and potentially
4118  * be easier to OOM if a large percentage of the zone is under writeback or
4119  * dirty. The problem is significantly worse if CONFIG_HIGHPTE is not set.
4120  * Hence, default to zone ordering on 32-bit.
4121  */
4122 static int default_zonelist_order(void)
4123 {
4124         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
4125 }
4126 #endif /* CONFIG_64BIT */
4127
4128 static void set_zonelist_order(void)
4129 {
4130         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
4131                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
4132         else
4133                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
4134 }
4135
4136 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
4137 {
4138         int j, node, load;
4139         enum zone_type i;
4140         nodemask_t used_mask;
4141         int local_node, prev_node;
4142         struct zonelist *zonelist;
4143         int order = current_zonelist_order;
4144
4145         /* initialize zonelists */
4146         for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
4147                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
4148                 zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
4149                 zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
4150         }
4151
4152         /* NUMA-aware ordering of nodes */
4153         local_node = pgdat->node_id;
4154         load = nr_online_nodes;
4155         prev_node = local_node;
4156         nodes_clear(used_mask);
4157
4158         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
4159         j = 0;
4160
4161         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
4162                 /*
4163                  * We don't want to pressure a particular node.
4164                  * So adding penalty to the first node in same
4165                  * distance group to make it round-robin.
4166                  */
4167                 if (node_distance(local_node, node) !=
4168                     node_distance(local_node, prev_node))
4169                         node_load[node] = load;
4170
4171                 prev_node = node;
4172                 load--;
4173                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
4174                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
4175                 else
4176                         node_order[j++] = node; /* remember order */
4177         }
4178
4179         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
4180                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
4181                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
4182         }
4183
4184         build_thisnode_zonelists(pgdat);
4185 }
4186
4187 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
4188 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
4189 {
4190         struct zonelist *zonelist;
4191         struct zonelist_cache *zlc;
4192         struct zoneref *z;
4193
4194         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
4195         zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
4196         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
4197         for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
4198                 zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
4199 }
4200
4201 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
4202 /*
4203  * Return node id of node used for "local" allocations.
4204  * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
4205  * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
4206  * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
4207  */
4208 int local_memory_node(int node)
4209 {
4210         struct zone *zone;
4211
4212         (void)first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
4213                                    gfp_zone(GFP_KERNEL),
4214                                    NULL,
4215                                    &zone);
4216         return zone->node;
4217 }
4218 #endif
4219
4220 #else   /* CONFIG_NUMA */
4221
4222 static void set_zonelist_order(void)
4223 {
4224         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
4225 }
4226
4227 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
4228 {
4229         int node, local_node;
4230         enum zone_type j;
4231         struct zonelist *zonelist;
4232
4233         local_node = pgdat->node_id;
4234
4235         zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
4236         j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0);
4237
4238         /*
4239          * Now we build the zonelist so that it contains the zones
4240          * of all the other nodes.
4241          * We don't want to pressure a particular node, so when
4242          * building the zones for node N, we make sure that the
4243          * zones coming right after the local ones are those from
4244          * node N+1 (modulo N)
4245          */
4246         for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
4247                 if (!node_online(node))
4248                         continue;
4249                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
4250         }
4251         for (node = 0; node < local_node; node++) {
4252                 if (!node_online(node))
4253                         continue;
4254                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j);
4255         }
4256
4257         zonelist->_zonerefs[j].zone = NULL;
4258         zonelist->_zonerefs[j].zone_idx = 0;
4259 }
4260
4261 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
4262 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
4263 {
4264         pgdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;
4265 }
4266
4267 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4268
4269 /*
4270  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
4271  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
4272  * that an item put on a list will immediately be handed over to
4273  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
4274  * with interrupts disabled.
4275  *
4276  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
4277  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
4278  * hotplugged processors.
4279  *
4280  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
4281  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
4282  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
4283  */
4284 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
4285 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
4286 static void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
4287
4288 /*
4289  * Global mutex to protect against size modification of zonelists
4290  * as well as to serialize pageset setup for the new populated zone.
4291  */
4292 DEFINE_MUTEX(zonelists_mutex);
4293
4294 /* return values int ....just for stop_machine() */
4295 static int __build_all_zonelists(void *data)
4296 {
4297         int nid;
4298         int cpu;
4299         pg_data_t *self = data;
4300
4301 #ifdef CONFIG_NUMA
4302         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
4303 #endif
4304
4305         if (self && !node_online(self->node_id)) {
4306                 build_zonelists(self);
4307                 build_zonelist_cache(self);
4308         }
4309
4310         for_each_online_node(nid) {
4311                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4312
4313                 build_zonelists(pgdat);
4314                 build_zonelist_cache(pgdat);
4315         }
4316
4317         /*
4318          * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
4319          * for bootstrapping processors. The real pagesets for
4320          * each zone will be allocated later when the per cpu
4321          * allocator is available.
4322          *
4323          * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
4324          * cpus if the system is already booted because the pagesets
4325          * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
4326          * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
4327          * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
4328          * (a chicken-egg dilemma).
4329          */
4330         for_each_possible_cpu(cpu) {
4331                 setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
4332
4333 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
4334                 /*
4335                  * We now know the "local memory node" for each node--
4336                  * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
4337                  * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus.  During
4338                  * boot, only the boot cpu should be on-line;  we'll init the
4339                  * secondary cpus' numa_mem as they come on-line.  During
4340                  * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
4341                  */
4342                 if (cpu_online(cpu))
4343                         set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
4344 #endif
4345         }
4346
4347         return 0;
4348 }
4349
4350 static noinline void __init
4351 build_all_zonelists_init(void)
4352 {
4353         __build_all_zonelists(NULL);
4354         mminit_verify_zonelist();
4355         cpuset_init_current_mems_allowed();
4356 }
4357
4358 /*
4359  * Called with zonelists_mutex held always
4360  * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
4361  *
4362  * __ref due to (1) call of __meminit annotated setup_zone_pageset
4363  * [we're only called with non-NULL zone through __meminit paths] and
4364  * (2) call of __init annotated helper build_all_zonelists_init
4365  * [protected by SYSTEM_BOOTING].
4366  */
4367 void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat, struct zone *zone)
4368 {
4369         set_zonelist_order();
4370
4371         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
4372                 build_all_zonelists_init();
4373         } else {
4374 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
4375                 if (zone)
4376                         setup_zone_pageset(zone);
4377 #endif
4378                 /* we have to stop all cpus to guarantee there is no user
4379                    of zonelist */
4380                 stop_machine(__build_all_zonelists, pgdat, NULL);
4381                 /* cpuset refresh routine should be here */
4382         }
4383         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
4384         /*
4385          * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
4386          * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
4387          * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
4388          * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
4389          * disabled and enable it later
4390          */
4391         if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
4392                 page_group_by_mobility_disabled = 1;
4393         else
4394                 page_group_by_mobility_disabled = 0;
4395
4396         pr_info("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
4397                 "Total pages: %ld\n",
4398                         nr_online_nodes,
4399                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
4400                         page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
4401                         vm_total_pages);
4402 #ifdef CONFIG_NUMA
4403         pr_info("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
4404 #endif
4405 }
4406
4407 /*
4408  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
4409  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
4410  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
4411  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
4412  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
4413  * conservative, even though it seems large.
4414  *
4415  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
4416  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
4417  */
4418 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
4419
4420 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
4421 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
4422 {
4423         unsigned long size = 1;
4424
4425         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
4426
4427         while (size < pages)
4428                 size <<= 1;
4429
4430         /*
4431          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
4432          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
4433          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
4434          */
4435         size = min(size, 4096UL);
4436
4437         return max(size, 4UL);
4438 }
4439 #else
4440 /*
4441  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
4442  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
4443  *
4444  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
4445  *
4446  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
4447  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
4448  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
4449  *
4450  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
4451  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
4452  *
4453  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
4454  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
4455  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
4456  */
4457 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
4458 {
4459         return 4096UL;
4460 }
4461 #endif
4462
4463 /*
4464  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
4465  * to extract the more random high bits from the multiplicative
4466  * hash function before the remainder is taken.
4467  */
4468 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
4469 {
4470         return ffz(~size);
4471 }
4472
4473 /*
4474  * Check if a pageblock contains reserved pages
4475  */
4476 static int pageblock_is_reserved(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
4477 {
4478         unsigned long pfn;
4479
4480         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
4481                 if (!pfn_valid_within(pfn) || PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
4482                         return 1;
4483         }
4484         return 0;
4485 }
4486
4487 /*
4488  * Mark a number of pageblocks as MIGRATE_RESERVE. The number
4489  * of blocks reserved is based on min_wmark_pages(zone). The memory within
4490  * the reserve will tend to store contiguous free pages. Setting min_free_kbytes
4491  * higher will lead to a bigger reserve which will get freed as contiguous
4492  * blocks as reclaim kicks in
4493  */
4494 static void setup_zone_migrate_reserve(struct zone *zone)
4495 {
4496         unsigned long start_pfn, pfn, end_pfn, block_end_pfn;
4497         struct page *page;
4498         unsigned long block_migratetype;
4499         int reserve;
4500         int old_reserve;
4501
4502         /*
4503          * Get the start pfn, end pfn and the number of blocks to reserve
4504          * We have to be careful to be aligned to pageblock_nr_pages to
4505          * make sure that we always check pfn_valid for the first page in
4506          * the block.
4507          */
4508         start_pfn = zone->zone_start_pfn;
4509         end_pfn = zone_end_pfn(zone);
4510         start_pfn = roundup(start_pfn, pageblock_nr_pages);
4511         reserve = roundup(min_wmark_pages(zone), pageblock_nr_pages) >>
4512                                                         pageblock_order;
4513
4514         /*
4515          * Reserve blocks are generally in place to help high-order atomic
4516          * allocations that are short-lived. A min_free_kbytes value that
4517          * would result in more than 2 reserve blocks for atomic allocations
4518          * is assumed to be in place to help anti-fragmentation for the
4519          * future allocation of hugepages at runtime.
4520          */
4521         reserve = min(2, reserve);
4522         old_reserve = zone->nr_migrate_reserve_block;
4523
4524         /* When memory hot-add, we almost always need to do nothing */
4525         if (reserve == old_reserve)
4526                 return;
4527         zone->nr_migrate_reserve_block = reserve;
4528
4529         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
4530                 if (!early_page_nid_uninitialised(pfn, zone_to_nid(zone)))
4531                         return;
4532
4533                 if (!pfn_valid(pfn))
4534                         continue;
4535                 page = pfn_to_page(pfn);
4536
4537                 /* Watch out for overlapping nodes */
4538                 if (page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone))
4539                         continue;
4540
4541                 block_migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
4542
4543                 /* Only test what is necessary when the reserves are not met */
4544                 if (reserve > 0) {
4545                         /*
4546                          * Blocks with reserved pages will never free, skip
4547                          * them.
4548                          */
4549                         block_end_pfn = min(pfn + pageblock_nr_pages, end_pfn);
4550                         if (pageblock_is_reserved(pfn, block_end_pfn))
4551                                 continue;
4552
4553                         /* If this block is reserved, account for it */
4554                         if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
4555                                 reserve--;
4556                                 continue;
4557                         }
4558
4559                         /* Suitable for reserving if this block is movable */
4560                         if (block_migratetype == MIGRATE_MOVABLE) {
4561                                 set_pageblock_migratetype(page,
4562                                                         MIGRATE_RESERVE);
4563                                 move_freepages_block(zone, page,
4564                                                         MIGRATE_RESERVE);
4565                                 reserve--;
4566                                 continue;
4567                         }
4568                 } else if (!old_reserve) {
4569                         /*
4570                          * At boot time we don't need to scan the whole zone
4571                          * for turning off MIGRATE_RESERVE.
4572                          */
4573                         break;
4574                 }
4575
4576                 /*
4577                  * If the reserve is met and this is a previous reserved block,
4578                  * take it back
4579                  */
4580                 if (block_migratetype == MIGRATE_RESERVE) {
4581                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4582                         move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_MOVABLE);
4583                 }
4584         }
4585 }
4586
4587 /*
4588  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
4589  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
4590  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
4591  */
4592 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
4593                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
4594 {
4595         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4596         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
4597         unsigned long pfn;
4598         struct zone *z;
4599         unsigned long nr_initialised = 0;
4600
4601         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
4602                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
4603
4604         z = &pgdat->node_zones[zone];
4605         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
4606                 /*
4607                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
4608                  * handed to this function.  They do not
4609                  * exist on hotplugged memory.
4610                  */
4611                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
4612                         if (!early_pfn_valid(pfn))
4613                                 continue;
4614                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
4615                                 continue;
4616                         if (!update_defer_init(pgdat, pfn, end_pfn,
4617                                                 &nr_initialised))
4618                                 break;
4619                 }
4620
4621                 /*
4622                  * Mark the block movable so that blocks are reserved for
4623                  * movable at startup. This will force kernel allocations
4624                  * to reserve their blocks rather than leaking throughout
4625                  * the address space during boot when many long-lived
4626                  * kernel allocations are made. Later some blocks near
4627                  * the start are marked MIGRATE_RESERVE by
4628                  * setup_zone_migrate_reserve()
4629                  *
4630                  * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
4631                  * can be created for invalid pages (for alignment)
4632                  * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
4633                  * pfn out of zone.
4634                  */
4635                 if (!(pfn & (pageblock_nr_pages - 1))) {
4636                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
4637
4638                         __init_single_page(page, pfn, zone, nid);
4639                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
4640                 } else {
4641                         __init_single_pfn(pfn, zone, nid);
4642                 }
4643         }
4644 }
4645
4646 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
4647 {
4648         unsigned int order, t;
4649         for_each_migratetype_order(order, t) {
4650                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
4651                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
4652         }
4653 }
4654
4655 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
4656 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
4657         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
4658 #endif
4659
4660 static int zone_batchsize(struct zone *zone)
4661 {
4662 #ifdef CONFIG_MMU
4663         int batch;
4664
4665         /*
4666          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
4667          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
4668          *
4669          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
4670          */
4671         batch = zone->managed_pages / 1024;
4672         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
4673                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
4674         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
4675         if (batch < 1)
4676                 batch = 1;
4677
4678         /*
4679          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
4680          * of 2 value was found to be more likely to have
4681          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
4682          *
4683          * For example if 2 tasks are alternately allocating
4684          * batches of pages, one task can end up with a lot
4685          * of pages of one half of the possible page colors
4686          * and the other with pages of the other colors.
4687          */
4688         batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
4689
4690         return batch;
4691
4692 #else
4693         /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
4694          * conditions.
4695          *
4696          * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
4697          * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
4698          * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
4699          *
4700          * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
4701          * causes the pages to actually be freed in smaller chunks.  As there
4702          * can be a significant delay between the individual batches being
4703          * recycled, this leads to the once large chunks of space being
4704          * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
4705          */
4706         return 0;
4707 #endif
4708 }
4709
4710 /*
4711  * pcp->high and pcp->batch values are related and dependent on one another:
4712  * ->batch must never be higher then ->high.
4713  * The following function updates them in a safe manner without read side
4714  * locking.
4715  *
4716  * Any new users of pcp->batch and pcp->high should ensure they can cope with
4717  * those fields changing asynchronously (acording the the above rule).
4718  *
4719  * mutex_is_locked(&pcp_batch_high_lock) required when calling this function
4720  * outside of boot time (or some other assurance that no concurrent updaters
4721  * exist).
4722  */
4723 static void pageset_update(struct per_cpu_pages *pcp, unsigned long high,
4724                 unsigned long batch)
4725 {
4726        /* start with a fail safe value for batch */
4727         pcp->batch = 1;
4728         smp_wmb();
4729
4730        /* Update high, then batch, in order */
4731         pcp->high = high;
4732         smp_wmb();
4733
4734         pcp->batch = batch;
4735 }
4736
4737 /* a companion to pageset_set_high() */
4738 static void pageset_set_batch(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4739 {
4740         pageset_update(&p->pcp, 6 * batch, max(1UL, 1 * batch));
4741 }
4742
4743 static void pageset_init(struct per_cpu_pageset *p)
4744 {
4745         struct per_cpu_pages *pcp;
4746         int migratetype;
4747
4748         memset(p, 0, sizeof(*p));
4749
4750         pcp = &p->pcp;
4751         pcp->count = 0;
4752         for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
4753                 INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
4754 }
4755
4756 static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
4757 {
4758         pageset_init(p);
4759         pageset_set_batch(p, batch);
4760 }
4761
4762 /*
4763  * pageset_set_high() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
4764  * to the value high for the pageset p.
4765  */
4766 static void pageset_set_high(struct per_cpu_pageset *p,
4767                                 unsigned long high)
4768 {
4769         unsigned long batch = max(1UL, high / 4);
4770         if ((high / 4) > (PAGE_SHIFT * 8))
4771                 batch = PAGE_SHIFT * 8;
4772
4773         pageset_update(&p->pcp, high, batch);
4774 }
4775
4776 static void pageset_set_high_and_batch(struct zone *zone,
4777                                        struct per_cpu_pageset *pcp)
4778 {
4779         if (percpu_pagelist_fraction)
4780                 pageset_set_high(pcp,
4781                         (zone->managed_pages /
4782                                 percpu_pagelist_fraction));
4783         else
4784                 pageset_set_batch(pcp, zone_batchsize(zone));
4785 }
4786
4787 static void __meminit zone_pageset_init(struct zone *zone, int cpu)
4788 {
4789         struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
4790
4791         pageset_init(pcp);
4792         pageset_set_high_and_batch(zone, pcp);
4793 }
4794
4795 static void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
4796 {
4797         int cpu;
4798         zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
4799         for_each_possible_cpu(cpu)
4800                 zone_pageset_init(zone, cpu);
4801 }
4802
4803 /*
4804  * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
4805  * Before this call only boot pagesets were available.
4806  */
4807 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
4808 {
4809         struct zone *zone;
4810
4811         for_each_populated_zone(zone)
4812                 setup_zone_pageset(zone);
4813 }
4814
4815 static noinline __init_refok
4816 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
4817 {
4818         int i;
4819         size_t alloc_size;
4820
4821         /*
4822          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
4823          * per zone.
4824          */
4825         zone->wait_table_hash_nr_entries =
4826                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
4827         zone->wait_table_bits =
4828                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
4829         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
4830                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
4831
4832         if (!slab_is_available()) {
4833                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
4834                         memblock_virt_alloc_node_nopanic(
4835                                 alloc_size, zone->zone_pgdat->node_id);
4836         } else {
4837                 /*
4838                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
4839                  * via memory hot-add.
4840                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
4841                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
4842                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
4843                  * node itself as well.
4844                  * To use this new node's memory, further consideration will be
4845                  * necessary.
4846                  */
4847                 zone->wait_table = vmalloc(alloc_size);
4848         }
4849         if (!zone->wait_table)
4850                 return -ENOMEM;
4851
4852         for (i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
4853                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
4854
4855         return 0;
4856 }
4857
4858 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
4859 {
4860         /*
4861          * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
4862          * relies on the ability of the linker to provide the
4863          * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
4864          */
4865         zone->pageset = &boot_pageset;
4866
4867         if (populated_zone(zone))
4868                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
4869                         zone->name, zone->present_pages,
4870                                          zone_batchsize(zone));
4871 }
4872
4873 int __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
4874                                         unsigned long zone_start_pfn,
4875                                         unsigned long size,
4876                                         enum memmap_context context)
4877 {
4878         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
4879         int ret;
4880         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
4881         if (ret)
4882                 return ret;
4883         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
4884
4885         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
4886
4887         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
4888                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
4889                         pgdat->node_id,
4890                         (unsigned long)zone_idx(zone),
4891                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
4892
4893         zone_init_free_lists(zone);
4894
4895         return 0;
4896 }
4897
4898 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
4899 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
4900
4901 /*
4902  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
4903  */
4904 int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
4905                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
4906 {
4907         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4908         int nid;
4909
4910         if (state->last_start <= pfn && pfn < state->last_end)
4911                 return state->last_nid;
4912
4913         nid = memblock_search_pfn_nid(pfn, &start_pfn, &end_pfn);
4914         if (nid != -1) {
4915                 state->last_start = start_pfn;
4916                 state->last_end = end_pfn;
4917                 state->last_nid = nid;
4918         }
4919
4920         return nid;
4921 }
4922 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
4923
4924 /**
4925  * free_bootmem_with_active_regions - Call memblock_free_early_nid for each active range
4926  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
4927  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to memblock_free_early_nid
4928  *
4929  * If an architecture guarantees that all ranges registered contain no holes
4930  * and may be freed, this this function may be used instead of calling
4931  * memblock_free_early_nid() manually.
4932  */
4933 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
4934 {
4935         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4936         int i, this_nid;
4937
4938         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
4939                 start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
4940                 end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
4941
4942                 if (start_pfn < end_pfn)
4943                         memblock_free_early_nid(PFN_PHYS(start_pfn),
4944                                         (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT,
4945                                         this_nid);
4946         }
4947 }
4948
4949 /**
4950  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
4951  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
4952  *
4953  * If an architecture guarantees that all ranges registered contain no holes and may
4954  * be freed, this function may be used instead of calling memory_present() manually.
4955  */
4956 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
4957 {
4958         unsigned long start_pfn, end_pfn;
4959         int i, this_nid;
4960
4961         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
4962                 memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
4963 }
4964
4965 /**
4966  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
4967  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
4968  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
4969  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
4970  *
4971  * It returns the start and end page frame of a node based on information
4972  * provided by memblock_set_node(). If called for a node
4973  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
4974  * PFNs will be 0.
4975  */
4976 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
4977                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
4978 {
4979         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
4980         int i;
4981
4982         *start_pfn = -1UL;
4983         *end_pfn = 0;
4984
4985         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
4986                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
4987                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
4988         }
4989
4990         if (*start_pfn == -1UL)
4991                 *start_pfn = 0;
4992 }
4993
4994 /*
4995  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
4996  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
4997  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
4998  */
4999 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
5000 {
5001         int zone_index;
5002         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
5003                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
5004                         continue;
5005
5006                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
5007                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
5008                         break;
5009         }
5010
5011         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
5012         movable_zone = zone_index;
5013 }
5014
5015 /*
5016  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
5017  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
5018  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
5019  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
5020  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
5021  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
5022  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
5023  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
5024  */
5025 static void __meminit adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
5026                                         unsigned long zone_type,
5027                                         unsigned long node_start_pfn,
5028                                         unsigned long node_end_pfn,
5029                                         unsigned long *zone_start_pfn,
5030                                         unsigned long *zone_end_pfn)
5031 {
5032         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
5033         if (zone_movable_pfn[nid]) {
5034                 /* Size ZONE_MOVABLE */
5035                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
5036                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
5037                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
5038                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
5039
5040                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
5041                 } else if (*zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
5042                                 *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
5043                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
5044
5045                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
5046                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
5047                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
5048         }
5049 }
5050
5051 /*
5052  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
5053  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
5054  */
5055 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
5056                                         unsigned long zone_type,
5057                                         unsigned long node_start_pfn,
5058                                         unsigned long node_end_pfn,
5059                                         unsigned long *ignored)
5060 {
5061         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
5062
5063         /* Get the start and end of the zone */
5064         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
5065         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
5066         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
5067                                 node_start_pfn, node_end_pfn,
5068                                 &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
5069
5070         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
5071         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
5072                 return 0;
5073
5074         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
5075         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
5076         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
5077
5078         /* Return the spanned pages */
5079         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
5080 }
5081
5082 /*
5083  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
5084  * then all holes in the requested range will be accounted for.
5085  */
5086 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
5087                                 unsigned long range_start_pfn,
5088                                 unsigned long range_end_pfn)
5089 {
5090         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
5091         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5092         int i;
5093
5094         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
5095                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
5096                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
5097                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
5098         }
5099         return nr_absent;
5100 }
5101
5102 /**
5103  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
5104  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
5105  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
5106  *
5107  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
5108  */
5109 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
5110                                                         unsigned long end_pfn)
5111 {
5112         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
5113 }
5114
5115 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
5116 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
5117                                         unsigned long zone_type,
5118                                         unsigned long node_start_pfn,
5119                                         unsigned long node_end_pfn,
5120                                         unsigned long *ignored)
5121 {
5122         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
5123         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
5124         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
5125
5126         zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
5127         zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
5128
5129         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
5130                         node_start_pfn, node_end_pfn,
5131                         &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
5132         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
5133 }
5134
5135 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5136 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
5137                                         unsigned long zone_type,
5138                                         unsigned long node_start_pfn,
5139                                         unsigned long node_end_pfn,
5140                                         unsigned long *zones_size)
5141 {
5142         return zones_size[zone_type];
5143 }
5144
5145 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
5146                                                 unsigned long zone_type,
5147                                                 unsigned long node_start_pfn,
5148                                                 unsigned long node_end_pfn,
5149                                                 unsigned long *zholes_size)
5150 {
5151         if (!zholes_size)
5152                 return 0;
5153
5154         return zholes_size[zone_type];
5155 }
5156
5157 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5158
5159 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
5160                                                 unsigned long node_start_pfn,
5161                                                 unsigned long node_end_pfn,
5162                                                 unsigned long *zones_size,
5163                                                 unsigned long *zholes_size)
5164 {
5165         unsigned long realtotalpages = 0, totalpages = 0;
5166         enum zone_type i;
5167
5168         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5169                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
5170                 unsigned long size, real_size;
5171
5172                 size = zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
5173                                                   node_start_pfn,
5174                                                   node_end_pfn,
5175                                                   zones_size);
5176                 real_size = size - zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
5177                                                   node_start_pfn, node_end_pfn,
5178                                                   zholes_size);
5179                 zone->spanned_pages = size;
5180                 zone->present_pages = real_size;
5181
5182                 totalpages += size;
5183                 realtotalpages += real_size;
5184         }
5185
5186         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
5187         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
5188         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
5189                                                         realtotalpages);
5190 }
5191
5192 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
5193 /*
5194  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
5195  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
5196  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
5197  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
5198  * bytes.
5199  */
5200 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
5201 {
5202         unsigned long usemapsize;
5203
5204         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
5205         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
5206         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
5207         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
5208         usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
5209
5210         return usemapsize / 8;
5211 }
5212
5213 static void __init setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
5214                                 struct zone *zone,
5215                                 unsigned long zone_start_pfn,
5216                                 unsigned long zonesize)
5217 {
5218         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
5219         zone->pageblock_flags = NULL;
5220         if (usemapsize)
5221                 zone->pageblock_flags =
5222                         memblock_virt_alloc_node_nopanic(usemapsize,
5223                                                          pgdat->node_id);
5224 }
5225 #else
5226 static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
5227                                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
5228 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
5229
5230 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
5231
5232 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
5233 void __paginginit set_pageblock_order(void)
5234 {
5235         unsigned int order;
5236
5237         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
5238         if (pageblock_order)
5239                 return;
5240
5241         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
5242                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
5243         else
5244                 order = MAX_ORDER - 1;
5245
5246         /*
5247          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
5248          * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
5249          * powerpc.
5250          */
5251         pageblock_order = order;
5252 }
5253 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
5254
5255 /*
5256  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
5257  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
5258  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
5259  * the kernel config
5260  */
5261 void __paginginit set_pageblock_order(void)
5262 {
5263 }
5264
5265 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
5266
5267 static unsigned long __paginginit calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
5268                                                    unsigned long present_pages)
5269 {
5270         unsigned long pages = spanned_pages;
5271
5272         /*
5273          * Provide a more accurate estimation if there are holes within
5274          * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
5275          * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
5276          * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
5277          * populated regions may not naturally algined on page boundary.
5278          * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
5279          */
5280         if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
5281             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
5282                 pages = present_pages;
5283
5284         return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
5285 }
5286
5287 /*
5288  * Set up the zone data structures:
5289  *   - mark all pages reserved
5290  *   - mark all memory queues empty
5291  *   - clear the memory bitmaps
5292  *
5293  * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
5294  */
5295 static void __paginginit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
5296                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long node_end_pfn)
5297 {
5298         enum zone_type j;
5299         int nid = pgdat->node_id;
5300         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
5301         int ret;
5302
5303         pgdat_resize_init(pgdat);
5304 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5305         spin_lock_init(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
5306         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
5307         pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies;
5308 #endif
5309         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
5310         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
5311         pgdat_page_ext_init(pgdat);
5312
5313         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
5314                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
5315                 unsigned long size, realsize, freesize, memmap_pages;
5316
5317                 size = zone->spanned_pages;
5318                 realsize = freesize = zone->present_pages;
5319
5320                 /*
5321                  * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
5322                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
5323                  * and per-cpu initialisations
5324                  */
5325                 memmap_pages = calc_memmap_size(size, realsize);
5326                 if (!is_highmem_idx(j)) {
5327                         if (freesize >= memmap_pages) {
5328                                 freesize -= memmap_pages;
5329                                 if (memmap_pages)
5330                                         printk(KERN_DEBUG
5331                                                "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
5332                                                zone_names[j], memmap_pages);
5333                         } else
5334                                 printk(KERN_WARNING
5335                                         "  %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
5336                                         zone_names[j], memmap_pages, freesize);
5337                 }
5338
5339                 /* Account for reserved pages */
5340                 if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
5341                         freesize -= dma_reserve;
5342                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
5343                                         zone_names[0], dma_reserve);
5344                 }
5345
5346                 if (!is_highmem_idx(j))
5347                         nr_kernel_pages += freesize;
5348                 /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
5349                 else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
5350                         nr_kernel_pages -= memmap_pages;
5351                 nr_all_pages += freesize;
5352
5353                 /*
5354                  * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
5355                  * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
5356                  * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
5357                  */
5358                 zone->managed_pages = is_highmem_idx(j) ? realsize : freesize;
5359 #ifdef CONFIG_NUMA
5360                 zone->node = nid;
5361                 zone->min_unmapped_pages = (freesize*sysctl_min_unmapped_ratio)
5362                                                 / 100;
5363                 zone->min_slab_pages = (freesize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
5364 #endif
5365                 zone->name = zone_names[j];
5366                 spin_lock_init(&zone->lock);
5367                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
5368                 zone_seqlock_init(zone);
5369                 zone->zone_pgdat = pgdat;
5370                 zone_pcp_init(zone);
5371
5372                 /* For bootup, initialized properly in watermark setup */
5373                 mod_zone_page_state(zone, NR_ALLOC_BATCH, zone->managed_pages);
5374
5375                 lruvec_init(&zone->lruvec);
5376                 if (!size)
5377                         continue;
5378
5379                 set_pageblock_order();
5380                 setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
5381                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
5382                                                 size, MEMMAP_EARLY);
5383                 BUG_ON(ret);
5384                 memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
5385                 zone_start_pfn += size;
5386         }
5387 }
5388
5389 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
5390 {
5391         /* Skip empty nodes */
5392         if (!pgdat->node_spanned_pages)
5393                 return;
5394
5395 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
5396         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
5397         if (!pgdat->node_mem_map) {
5398                 unsigned long size, start, end;
5399                 struct page *map;
5400
5401                 /*
5402                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
5403                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
5404                  * for the buddy allocator to function correctly.
5405                  */
5406                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
5407                 end = pgdat_end_pfn(pgdat);
5408                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
5409                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
5410                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
5411                 if (!map)
5412                         map = memblock_virt_alloc_node_nopanic(size,
5413                                                                pgdat->node_id);
5414                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
5415         }
5416 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
5417         /*
5418          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
5419          */
5420         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
5421                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
5422 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
5423                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
5424                         mem_map -= (pgdat->node_start_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
5425 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5426         }
5427 #endif
5428 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
5429 }
5430
5431 void __paginginit free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
5432                 unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size)
5433 {
5434         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5435         unsigned long start_pfn = 0;
5436         unsigned long end_pfn = 0;
5437
5438         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
5439         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->classzone_idx);
5440
5441         reset_deferred_meminit(pgdat);
5442         pgdat->node_id = nid;
5443         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
5444 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
5445         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
5446         pr_info("Initmem setup node %d [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
5447                 (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT, ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5448 #endif
5449         calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn,
5450                                   zones_size, zholes_size);
5451
5452         alloc_node_mem_map(pgdat);
5453 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
5454         printk(KERN_DEBUG "free_area_init_node: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
5455                 nid, (unsigned long)pgdat,
5456                 (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
5457 #endif
5458
5459         free_area_init_core(pgdat, start_pfn, end_pfn);
5460 }
5461
5462 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
5463
5464 #if MAX_NUMNODES > 1
5465 /*
5466  * Figure out the number of possible node ids.
5467  */
5468 void __init setup_nr_node_ids(void)
5469 {
5470         unsigned int node;
5471         unsigned int highest = 0;
5472
5473         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
5474                 highest = node;
5475         nr_node_ids = highest + 1;
5476 }
5477 #endif
5478
5479 /**
5480  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
5481  *
5482  * This function should be called after node map is populated and sorted.
5483  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
5484  * all the nodes.
5485  *
5486  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
5487  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
5488  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
5489  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
5490  *
5491  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
5492  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
5493  * populated node map.
5494  *
5495  * Returns the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
5496  * requirement (single node).
5497  */
5498 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
5499 {
5500         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
5501         unsigned long start, end, mask;
5502         int last_nid = -1;
5503         int i, nid;
5504
5505         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
5506                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
5507                         last_nid = nid;
5508                         last_end = end;
5509                         continue;
5510                 }
5511
5512                 /*
5513                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
5514                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
5515                  * too coarse to separate the current node from the last.
5516                  */
5517                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
5518                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
5519                         mask <<= 1;
5520
5521                 /* accumulate all internode masks */
5522                 accl_mask |= mask;
5523         }
5524
5525         /* convert mask to number of pages */
5526         return ~accl_mask + 1;
5527 }
5528
5529 /* Find the lowest pfn for a node */
5530 static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
5531 {
5532         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
5533         unsigned long start_pfn;
5534         int i;
5535
5536         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
5537                 min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
5538
5539         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
5540                 printk(KERN_WARNING
5541                         "Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
5542                 return 0;
5543         }
5544
5545         return min_pfn;
5546 }
5547
5548 /**
5549  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
5550  *
5551  * It returns the minimum PFN based on information provided via
5552  * memblock_set_node().
5553  */
5554 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
5555 {
5556         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
5557 }
5558
5559 /*
5560  * early_calculate_totalpages()
5561  * Sum pages in active regions for movable zone.
5562  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
5563  */
5564 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
5565 {
5566         unsigned long totalpages = 0;
5567         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5568         int i, nid;
5569
5570         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
5571                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
5572
5573                 totalpages += pages;
5574                 if (pages)
5575                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5576         }
5577         return totalpages;
5578 }
5579
5580 /*
5581  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
5582  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
5583  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
5584  * others
5585  */
5586 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
5587 {
5588         int i, nid;
5589         unsigned long usable_startpfn;
5590         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
5591         /* save the state before borrow the nodemask */
5592         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
5593         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
5594         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
5595         struct memblock_region *r;
5596
5597         /* Need to find movable_zone earlier when movable_node is specified. */
5598         find_usable_zone_for_movable();
5599
5600         /*
5601          * If movable_node is specified, ignore kernelcore and movablecore
5602          * options.
5603          */
5604         if (movable_node_is_enabled()) {
5605                 for_each_memblock(memory, r) {
5606                         if (!memblock_is_hotpluggable(r))
5607                                 continue;
5608
5609                         nid = r->nid;
5610
5611                         usable_startpfn = PFN_DOWN(r->base);
5612                         zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
5613                                 min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
5614                                 usable_startpfn;
5615                 }
5616
5617                 goto out2;
5618         }
5619
5620         /*
5621          * If movablecore=nn[KMG] was specified, calculate what size of
5622          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
5623          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
5624          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
5625          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
5626          * what movablecore would have allowed.
5627          */
5628         if (required_movablecore) {
5629                 unsigned long corepages;
5630
5631                 /*
5632                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
5633                  * was requested by the user
5634                  */
5635                 required_movablecore =
5636                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
5637                 corepages = totalpages - required_movablecore;
5638
5639                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
5640         }
5641
5642         /* If kernelcore was not specified, there is no ZONE_MOVABLE */
5643         if (!required_kernelcore)
5644                 goto out;
5645
5646         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
5647         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
5648
5649 restart:
5650         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
5651         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
5652         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5653                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
5654
5655                 /*
5656                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
5657                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
5658                  * amount of memory for the kernel
5659                  */
5660                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
5661                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
5662
5663                 /*
5664                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
5665                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
5666                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
5667                  */
5668                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
5669
5670                 /* Go through each range of PFNs within this node */
5671                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
5672                         unsigned long size_pages;
5673
5674                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
5675                         if (start_pfn >= end_pfn)
5676                                 continue;
5677
5678                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
5679                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
5680                                 unsigned long kernel_pages;
5681                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
5682                                                                 - start_pfn;
5683
5684                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
5685                                                         kernelcore_remaining);
5686                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
5687                                                         required_kernelcore);
5688
5689                                 /* Continue if range is now fully accounted */
5690                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
5691
5692                                         /*
5693                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
5694                                          * that if we have to rebalance
5695                                          * kernelcore across nodes, we will
5696                                          * not double account here
5697                                          */
5698                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
5699                                         continue;
5700                                 }
5701                                 start_pfn = usable_startpfn;
5702                         }
5703
5704                         /*
5705                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
5706                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
5707                          * number of pages used as kernelcore
5708                          */
5709                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
5710                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
5711                                 size_pages = kernelcore_remaining;
5712                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
5713
5714                         /*
5715                          * Some kernelcore has been met, update counts and
5716                          * break if the kernelcore for this node has been
5717                          * satisfied
5718                          */
5719                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
5720                                                                 size_pages);
5721                         kernelcore_remaining -= size_pages;
5722                         if (!kernelcore_remaining)
5723                                 break;
5724                 }
5725         }
5726
5727         /*
5728          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
5729          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
5730          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
5731          * satisfied
5732          */
5733         usable_nodes--;
5734         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
5735                 goto restart;
5736
5737 out2:
5738         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
5739         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
5740                 zone_movable_pfn[nid] =
5741                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
5742
5743 out:
5744         /* restore the node_state */
5745         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
5746 }
5747
5748 /* Any regular or high memory on that node ? */
5749 static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
5750 {
5751         enum zone_type zone_type;
5752
5753         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
5754                 return;
5755
5756         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
5757                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5758                 if (populated_zone(zone)) {
5759                         node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
5760                         if (N_NORMAL_MEMORY != N_HIGH_MEMORY &&
5761                             zone_type <= ZONE_NORMAL)
5762                                 node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
5763                         break;
5764                 }
5765         }
5766 }
5767
5768 /**
5769  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
5770  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
5771  *
5772  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
5773  * Using the page ranges provided by memblock_set_node(), the size of each
5774  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
5775  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
5776  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
5777  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
5778  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
5779  * at arch_max_dma_pfn.
5780  */
5781 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
5782 {
5783         unsigned long start_pfn, end_pfn;
5784         int i, nid;
5785
5786         /* Record where the zone boundaries are */
5787         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
5788                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
5789         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
5790                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
5791         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
5792         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
5793         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5794                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5795                         continue;
5796                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
5797                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
5798                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
5799                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
5800         }
5801         arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5802         arch_zone_highest_possible_pfn[ZONE_MOVABLE] = 0;
5803
5804         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5805         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
5806         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
5807
5808         /* Print out the zone ranges */
5809         pr_info("Zone ranges:\n");
5810         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
5811                 if (i == ZONE_MOVABLE)
5812                         continue;
5813                 pr_info("  %-8s ", zone_names[i]);
5814                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
5815                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
5816                         pr_cont("empty\n");
5817                 else
5818                         pr_cont("[mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
5819                                 (u64)arch_zone_lowest_possible_pfn[i]
5820                                         << PAGE_SHIFT,
5821                                 ((u64)arch_zone_highest_possible_pfn[i]
5822                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
5823         }
5824
5825         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
5826         pr_info("Movable zone start for each node\n");
5827         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
5828                 if (zone_movable_pfn[i])
5829                         pr_info("  Node %d: %#018Lx\n", i,
5830                                (u64)zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
5831         }
5832
5833         /* Print out the early node map */
5834         pr_info("Early memory node ranges\n");
5835         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid)
5836                 pr_info("  node %3d: [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
5837                         (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
5838                         ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
5839
5840         /* Initialise every node */
5841         mminit_verify_pageflags_layout();
5842         setup_nr_node_ids();
5843         for_each_online_node(nid) {
5844                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5845                 free_area_init_node(nid, NULL,
5846                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
5847
5848                 /* Any memory on that node */
5849                 if (pgdat->node_present_pages)
5850                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
5851                 check_for_memory(pgdat, nid);
5852         }
5853 }
5854
5855 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core)
5856 {
5857         unsigned long long coremem;
5858         if (!p)
5859                 return -EINVAL;
5860
5861         coremem = memparse(p, &p);
5862         *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
5863
5864         /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
5865         WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
5866
5867         return 0;
5868 }
5869
5870 /*
5871  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5872  * cannot be reclaimed or migrated.
5873  */
5874 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
5875 {
5876         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore);
5877 }
5878
5879 /*
5880  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
5881  * can be reclaimed or migrated.
5882  */
5883 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
5884 {
5885         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore);
5886 }
5887
5888 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
5889 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
5890
5891 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
5892
5893 void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count)
5894 {
5895         spin_lock(&managed_page_count_lock);
5896         page_zone(page)->managed_pages += count;
5897         totalram_pages += count;
5898 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
5899         if (PageHighMem(page))
5900                 totalhigh_pages += count;
5901 #endif
5902         spin_unlock(&managed_page_count_lock);
5903 }
5904 EXPORT_SYMBOL(adjust_managed_page_count);
5905
5906 unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end, int poison, char *s)
5907 {
5908         void *pos;
5909         unsigned long pages = 0;
5910
5911         start = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start);
5912         end = (void *)((unsigned long)end & PAGE_MASK);
5913         for (pos = start; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
5914                 if ((unsigned int)poison <= 0xFF)
5915                         memset(pos, poison, PAGE_SIZE);
5916                 free_reserved_page(virt_to_page(pos));
5917         }
5918
5919         if (pages && s)
5920                 pr_info("Freeing %s memory: %ldK (%p - %p)\n",
5921                         s, pages << (PAGE_SHIFT - 10), start, end);
5922
5923         return pages;
5924 }
5925 EXPORT_SYMBOL(free_reserved_area);
5926
5927 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5928 void free_highmem_page(struct page *page)
5929 {
5930         __free_reserved_page(page);
5931         totalram_pages++;
5932         page_zone(page)->managed_pages++;
5933         totalhigh_pages++;
5934 }
5935 #endif
5936
5937
5938 void __init mem_init_print_info(const char *str)
5939 {
5940         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
5941         unsigned long init_code_size, init_data_size;
5942
5943         physpages = get_num_physpages();
5944         codesize = _etext - _stext;
5945         datasize = _edata - _sdata;
5946         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
5947         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
5948         init_data_size = __init_end - __init_begin;
5949         init_code_size = _einittext - _sinittext;
5950
5951         /*
5952          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
5953          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
5954          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
5955          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
5956          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
5957          */
5958 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
5959         do { \
5960                 if (start <= pos && pos < end && size > adj) \
5961                         size -= adj; \
5962         } while (0)
5963
5964         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
5965                      _sinittext, init_code_size);
5966         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
5967         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
5968         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
5969         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
5970
5971 #undef  adj_init_size
5972
5973         pr_info("Memory: %luK/%luK available "
5974                "(%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, "
5975                "%luK init, %luK bss, %luK reserved, %luK cma-reserved"
5976 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5977                ", %luK highmem"
5978 #endif
5979                "%s%s)\n",
5980                nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10), physpages << (PAGE_SHIFT-10),
5981                codesize >> 10, datasize >> 10, rosize >> 10,
5982                (init_data_size + init_code_size) >> 10, bss_size >> 10,
5983                (physpages - totalram_pages - totalcma_pages) << (PAGE_SHIFT-10),
5984                totalcma_pages << (PAGE_SHIFT-10),
5985 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
5986                totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10),
5987 #endif
5988                str ? ", " : "", str ? str : "");
5989 }
5990
5991 /**
5992  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
5993  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
5994  *
5995  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
5996  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
5997  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
5998  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
5999  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
6000  * smaller per-cpu batchsize.
6001  */
6002 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
6003 {
6004         dma_reserve = new_dma_reserve;
6005 }
6006
6007 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
6008 {
6009         free_area_init_node(0, zones_size,
6010                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
6011 }
6012
6013 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
6014                                  unsigned long action, void *hcpu)
6015 {
6016         int cpu = (unsigned long)hcpu;
6017
6018         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
6019                 lru_add_drain_cpu(cpu);
6020                 drain_pages(cpu);
6021
6022                 /*
6023                  * Spill the event counters of the dead processor
6024                  * into the current processors event counters.
6025                  * This artificially elevates the count of the current
6026                  * processor.
6027                  */
6028                 vm_events_fold_cpu(cpu);
6029
6030                 /*
6031                  * Zero the differential counters of the dead processor
6032                  * so that the vm statistics are consistent.
6033                  *
6034                  * This is only okay since the processor is dead and cannot
6035                  * race with what we are doing.
6036                  */
6037                 cpu_vm_stats_fold(cpu);
6038         }
6039         return NOTIFY_OK;
6040 }
6041
6042 void __init page_alloc_init(void)
6043 {
6044         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
6045 }
6046
6047 /*
6048  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
6049  *      or min_free_kbytes changes.
6050  */
6051 static void calculate_totalreserve_pages(void)
6052 {
6053         struct pglist_data *pgdat;
6054         unsigned long reserve_pages = 0;
6055         enum zone_type i, j;
6056
6057         for_each_online_pgdat(pgdat) {
6058                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
6059                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
6060                         long max = 0;
6061
6062                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
6063                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
6064                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
6065                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
6066                         }
6067
6068                         /* we treat the high watermark as reserved pages. */
6069                         max += high_wmark_pages(zone);
6070
6071                         if (max > zone->managed_pages)
6072                                 max = zone->managed_pages;
6073                         reserve_pages += max;
6074                         /*
6075                          * Lowmem reserves are not available to
6076                          * GFP_HIGHUSER page cache allocations and
6077                          * kswapd tries to balance zones to their high
6078                          * watermark.  As a result, neither should be
6079                          * regarded as dirtyable memory, to prevent a
6080                          * situation where reclaim has to clean pages
6081                          * in order to balance the zones.
6082                          */
6083                         zone->dirty_balance_reserve = max;
6084                 }
6085         }
6086         dirty_balance_reserve = reserve_pages;
6087         totalreserve_pages = reserve_pages;
6088 }
6089
6090 /*
6091  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
6092  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
6093  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
6094  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
6095  */
6096 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
6097 {
6098         struct pglist_data *pgdat;
6099         enum zone_type j, idx;
6100
6101         for_each_online_pgdat(pgdat) {
6102                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
6103                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
6104                         unsigned long managed_pages = zone->managed_pages;
6105
6106                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
6107
6108                         idx = j;
6109                         while (idx) {
6110                                 struct zone *lower_zone;
6111
6112                                 idx--;
6113
6114                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
6115                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
6116
6117                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
6118                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = managed_pages /
6119                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
6120                                 managed_pages += lower_zone->managed_pages;
6121                         }
6122                 }
6123         }
6124
6125         /* update totalreserve_pages */
6126         calculate_totalreserve_pages();
6127 }
6128
6129 static void __setup_per_zone_wmarks(void)
6130 {
6131         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
6132         unsigned long lowmem_pages = 0;
6133         struct zone *zone;
6134         unsigned long flags;
6135
6136         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
6137         for_each_zone(zone) {
6138                 if (!is_highmem(zone))
6139                         lowmem_pages += zone->managed_pages;
6140         }
6141
6142         for_each_zone(zone) {
6143                 u64 tmp;
6144
6145                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6146                 tmp = (u64)pages_min * zone->managed_pages;
6147                 do_div(tmp, lowmem_pages);
6148                 if (is_highmem(zone)) {
6149                         /*
6150                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
6151                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
6152                          * value here.
6153                          *
6154                          * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
6155                          * deltas control asynch page reclaim, and so should
6156                          * not be capped for highmem.
6157                          */
6158                         unsigned long min_pages;
6159
6160                         min_pages = zone->managed_pages / 1024;
6161                         min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
6162                         zone->watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
6163                 } else {
6164                         /*
6165                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
6166                          * proportionate to the zone's size.
6167                          */
6168                         zone->watermark[WMARK_MIN] = tmp;
6169                 }
6170
6171                 zone->watermark[WMARK_LOW]  = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 2);
6172                 zone->watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + (tmp >> 1);
6173
6174                 __mod_zone_page_state(zone, NR_ALLOC_BATCH,
6175                         high_wmark_pages(zone) - low_wmark_pages(zone) -
6176                         atomic_long_read(&zone->vm_stat[NR_ALLOC_BATCH]));
6177
6178                 setup_zone_migrate_reserve(zone);
6179                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6180         }
6181
6182         /* update totalreserve_pages */
6183         calculate_totalreserve_pages();
6184 }
6185
6186 /**
6187  * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
6188  * or when memory is hot-{added|removed}
6189  *
6190  * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
6191  * correctly with respect to min_free_kbytes.
6192  */
6193 void setup_per_zone_wmarks(void)
6194 {
6195         mutex_lock(&zonelists_mutex);
6196         __setup_per_zone_wmarks();
6197         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
6198 }
6199
6200 /*
6201  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has to
6202  * do too much work, but large enough that each inactive page has a chance
6203  * to be referenced again before it is swapped out.
6204  *
6205  * The inactive_anon ratio is the target ratio of ACTIVE_ANON to
6206  * INACTIVE_ANON pages on this zone's LRU, maintained by the
6207  * pageout code. A zone->inactive_ratio of 3 means 3:1 or 25% of
6208  * the anonymous pages are kept on the inactive list.
6209  *
6210  * total     target    max
6211  * memory    ratio     inactive anon
6212  * -------------------------------------
6213  *   10MB       1         5MB
6214  *  100MB       1        50MB
6215  *    1GB       3       250MB
6216  *   10GB      10       0.9GB
6217  *  100GB      31         3GB
6218  *    1TB     101        10GB
6219  *   10TB     320        32GB
6220  */
6221 static void __meminit calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone)
6222 {
6223         unsigned int gb, ratio;
6224
6225         /* Zone size in gigabytes */
6226         gb = zone->managed_pages >> (30 - PAGE_SHIFT);
6227         if (gb)
6228                 ratio = int_sqrt(10 * gb);
6229         else
6230                 ratio = 1;
6231
6232         zone->inactive_ratio = ratio;
6233 }
6234
6235 static void __meminit setup_per_zone_inactive_ratio(void)
6236 {
6237         struct zone *zone;
6238
6239         for_each_zone(zone)
6240                 calculate_zone_inactive_ratio(zone);
6241 }
6242
6243 /*
6244  * Initialise min_free_kbytes.
6245  *
6246  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
6247  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
6248  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
6249  *
6250  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
6251  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
6252  *
6253  * which yields
6254  *
6255  * 16MB:        512k
6256  * 32MB:        724k
6257  * 64MB:        1024k
6258  * 128MB:       1448k
6259  * 256MB:       2048k
6260  * 512MB:       2896k
6261  * 1024MB:      4096k
6262  * 2048MB:      5792k
6263  * 4096MB:      8192k
6264  * 8192MB:      11584k
6265  * 16384MB:     16384k
6266  */
6267 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
6268 {
6269         unsigned long lowmem_kbytes;
6270         int new_min_free_kbytes;
6271
6272         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
6273         new_min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
6274
6275         if (new_min_free_kbytes > user_min_free_kbytes) {
6276                 min_free_kbytes = new_min_free_kbytes;
6277                 if (min_free_kbytes < 128)
6278                         min_free_kbytes = 128;
6279                 if (min_free_kbytes > 65536)
6280                         min_free_kbytes = 65536;
6281         } else {
6282                 pr_warn("min_free_kbytes is not updated to %d because user defined value %d is preferred\n",
6283                                 new_min_free_kbytes, user_min_free_kbytes);
6284         }
6285         setup_per_zone_wmarks();
6286         refresh_zone_stat_thresholds();
6287         setup_per_zone_lowmem_reserve();
6288         setup_per_zone_inactive_ratio();
6289         return 0;
6290 }
6291 module_init(init_per_zone_wmark_min)
6292
6293 /*
6294  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so
6295  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
6296  *      changes.
6297  */
6298 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
6299         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
6300 {
6301         int rc;
6302
6303         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
6304         if (rc)
6305                 return rc;
6306
6307         if (write) {
6308                 user_min_free_kbytes = min_free_kbytes;
6309                 setup_per_zone_wmarks();
6310         }
6311         return 0;
6312 }
6313
6314 #ifdef CONFIG_NUMA
6315 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
6316         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
6317 {
6318         struct zone *zone;
6319         int rc;
6320
6321         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
6322         if (rc)
6323                 return rc;
6324
6325         for_each_zone(zone)
6326                 zone->min_unmapped_pages = (zone->managed_pages *
6327                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
6328         return 0;
6329 }
6330
6331 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
6332         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
6333 {
6334         struct zone *zone;
6335         int rc;
6336
6337         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
6338         if (rc)
6339                 return rc;
6340
6341         for_each_zone(zone)
6342                 zone->min_slab_pages = (zone->managed_pages *
6343                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
6344         return 0;
6345 }
6346 #endif
6347
6348 /*
6349  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
6350  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
6351  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
6352  *
6353  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
6354  * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
6355  * if in function of the boot time zone sizes.
6356  */
6357 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
6358         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
6359 {
6360         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
6361         setup_per_zone_lowmem_reserve();
6362         return 0;
6363 }
6364
6365 /*
6366  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
6367  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu
6368  * pagelist can have before it gets flushed back to buddy allocator.
6369  */
6370 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
6371         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
6372 {
6373         struct zone *zone;
6374         int old_percpu_pagelist_fraction;
6375         int ret;
6376
6377         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
6378         old_percpu_pagelist_fraction = percpu_pagelist_fraction;
6379
6380         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
6381         if (!write || ret < 0)
6382                 goto out;
6383
6384         /* Sanity checking to avoid pcp imbalance */
6385         if (percpu_pagelist_fraction &&
6386             percpu_pagelist_fraction < MIN_PERCPU_PAGELIST_FRACTION) {
6387                 percpu_pagelist_fraction = old_percpu_pagelist_fraction;
6388                 ret = -EINVAL;
6389                 goto out;
6390         }
6391
6392         /* No change? */
6393         if (percpu_pagelist_fraction == old_percpu_pagelist_fraction)
6394                 goto out;
6395
6396         for_each_populated_zone(zone) {
6397                 unsigned int cpu;
6398
6399                 for_each_possible_cpu(cpu)
6400                         pageset_set_high_and_batch(zone,
6401                                         per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
6402         }
6403 out:
6404         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
6405         return ret;
6406 }
6407
6408 #ifdef CONFIG_NUMA
6409 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
6410
6411 static int __init set_hashdist(char *str)
6412 {
6413         if (!str)
6414                 return 0;
6415         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
6416         return 1;
6417 }
6418 __setup("hashdist=", set_hashdist);
6419 #endif
6420
6421 /*
6422  * allocate a large system hash table from bootmem
6423  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
6424  *   quantity of entries
6425  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
6426  */
6427 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
6428                                      unsigned long bucketsize,
6429                                      unsigned long numentries,
6430                                      int scale,
6431                                      int flags,
6432                                      unsigned int *_hash_shift,
6433                                      unsigned int *_hash_mask,
6434                                      unsigned long low_limit,
6435                                      unsigned long high_limit)
6436 {
6437         unsigned long long max = high_limit;
6438         unsigned long log2qty, size;
6439         void *table = NULL;
6440
6441         /* allow the kernel cmdline to have a say */
6442         if (!numentries) {
6443                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
6444                 numentries = nr_kernel_pages;
6445
6446                 /* It isn't necessary when PAGE_SIZE >= 1MB */
6447                 if (PAGE_SHIFT < 20)
6448                         numentries = round_up(numentries, (1<<20)/PAGE_SIZE);
6449
6450                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
6451                 if (scale > PAGE_SHIFT)
6452                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
6453                 else
6454                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
6455
6456                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
6457                 if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
6458                         /* Makes no sense without HASH_EARLY */
6459                         WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
6460                         if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
6461                                 numentries = 1UL << *_hash_shift;
6462                                 BUG_ON(!numentries);
6463                         }
6464                 } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
6465                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
6466         }
6467         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
6468
6469         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
6470         if (max == 0) {
6471                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
6472                 do_div(max, bucketsize);
6473         }
6474         max = min(max, 0x80000000ULL);
6475
6476         if (numentries < low_limit)
6477                 numentries = low_limit;
6478         if (numentries > max)
6479                 numentries = max;
6480
6481         log2qty = ilog2(numentries);
6482
6483         do {
6484                 size = bucketsize << log2qty;
6485                 if (flags & HASH_EARLY)
6486                         table = memblock_virt_alloc_nopanic(size, 0);
6487                 else if (hashdist)
6488                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
6489                 else {
6490                         /*
6491                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
6492                          * some pages at the end of hash table which
6493                          * alloc_pages_exact() automatically does
6494                          */
6495                         if (get_order(size) < MAX_ORDER) {
6496                                 table = alloc_pages_exact(size, GFP_ATOMIC);
6497                                 kmemleak_alloc(table, size, 1, GFP_ATOMIC);
6498                         }
6499                 }
6500         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
6501
6502         if (!table)
6503                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
6504
6505         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes)\n",
6506                tablename,
6507                (1UL << log2qty),
6508                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
6509                size);
6510
6511         if (_hash_shift)
6512                 *_hash_shift = log2qty;
6513         if (_hash_mask)
6514                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
6515
6516         return table;
6517 }
6518
6519 /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
6520 static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct zone *zone,
6521                                                         unsigned long pfn)
6522 {
6523 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
6524         return __pfn_to_section(pfn)->pageblock_flags;
6525 #else
6526         return zone->pageblock_flags;
6527 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
6528 }
6529
6530 static inline int pfn_to_bitidx(struct zone *zone, unsigned long pfn)
6531 {
6532 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
6533         pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
6534         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
6535 #else
6536         pfn = pfn - round_down(zone->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
6537         return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
6538 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
6539 }
6540
6541 /**
6542  * get_pfnblock_flags_mask - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
6543  * @page: The page within the block of interest
6544  * @pfn: The target page frame number
6545  * @end_bitidx: The last bit of interest to retrieve
6546  * @mask: mask of bits that the caller is interested in
6547  *
6548  * Return: pageblock_bits flags
6549  */
6550 unsigned long get_pfnblock_flags_mask(struct page *page, unsigned long pfn,
6551                                         unsigned long end_bitidx,
6552                                         unsigned long mask)
6553 {
6554         struct zone *zone;
6555         unsigned long *bitmap;
6556         unsigned long bitidx, word_bitidx;
6557         unsigned long word;
6558
6559         zone = page_zone(page);
6560         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
6561         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
6562         word_bitidx = bitidx / BITS_PER_LONG;
6563         bitidx &= (BITS_PER_LONG-1);
6564
6565         word = bitmap[word_bitidx];
6566         bitidx += end_bitidx;
6567         return (word >> (BITS_PER_LONG - bitidx - 1)) & mask;
6568 }
6569
6570 /**
6571  * set_pfnblock_flags_mask - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
6572  * @page: The page within the block of interest
6573  * @flags: The flags to set
6574  * @pfn: The target page frame number
6575  * @end_bitidx: The last bit of interest
6576  * @mask: mask of bits that the caller is interested in
6577  */
6578 void set_pfnblock_flags_mask(struct page *page, unsigned long flags,
6579                                         unsigned long pfn,
6580                                         unsigned long end_bitidx,
6581                                         unsigned long mask)
6582 {
6583         struct zone *zone;
6584         unsigned long *bitmap;
6585         unsigned long bitidx, word_bitidx;
6586         unsigned long old_word, word;
6587
6588         BUILD_BUG_ON(NR_PAGEBLOCK_BITS != 4);
6589
6590         zone = page_zone(page);
6591         bitmap = get_pageblock_bitmap(zone, pfn);
6592         bitidx = pfn_to_bitidx(zone, pfn);
6593         word_bitidx = bitidx / BITS_PER_LONG;
6594         bitidx &= (BITS_PER_LONG-1);
6595
6596         VM_BUG_ON_PAGE(!zone_spans_pfn(zone, pfn), page);
6597
6598         bitidx += end_bitidx;
6599         mask <<= (BITS_PER_LONG - bitidx - 1);
6600         flags <<= (BITS_PER_LONG - bitidx - 1);
6601
6602         word = READ_ONCE(bitmap[word_bitidx]);
6603         for (;;) {
6604                 old_word = cmpxchg(&bitmap[word_bitidx], word, (word & ~mask) | flags);
6605                 if (word == old_word)
6606                         break;
6607                 word = old_word;
6608         }
6609 }
6610
6611 /*
6612  * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
6613  * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
6614  *
6615  * PageLRU check without isolation or lru_lock could race so that
6616  * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. It means you can't
6617  * expect this function should be exact.
6618  */
6619 bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
6620                          bool skip_hwpoisoned_pages)
6621 {
6622         unsigned long pfn, iter, found;
6623         int mt;
6624
6625         /*
6626          * For avoiding noise data, lru_add_drain_all() should be called
6627          * If ZONE_MOVABLE, the zone never contains unmovable pages
6628          */
6629         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
6630                 return false;
6631         mt = get_pageblock_migratetype(page);
6632         if (mt == MIGRATE_MOVABLE || is_migrate_cma(mt))
6633                 return false;
6634
6635         pfn = page_to_pfn(page);
6636         for (found = 0, iter = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
6637                 unsigned long check = pfn + iter;
6638
6639                 if (!pfn_valid_within(check))
6640                         continue;
6641
6642                 page = pfn_to_page(check);
6643
6644                 /*
6645                  * Hugepages are not in LRU lists, but they're movable.
6646                  * We need not scan over tail pages bacause we don't
6647                  * handle each tail page individually in migration.
6648                  */
6649                 if (PageHuge(page)) {
6650                         iter = round_up(iter + 1, 1<<compound_order(page)) - 1;
6651                         continue;
6652                 }
6653
6654                 /*
6655                  * We can't use page_count without pin a page
6656                  * because another CPU can free compound page.
6657                  * This check already skips compound tails of THP
6658                  * because their page->_count is zero at all time.
6659                  */
6660                 if (!atomic_read(&page->_count)) {
6661                         if (PageBuddy(page))
6662                                 iter += (1 << page_order(page)) - 1;
6663                         continue;
6664                 }
6665
6666                 /*
6667                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6668                  * page_count() is not 0.
6669                  */
6670                 if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page))
6671                         continue;
6672
6673                 if (!PageLRU(page))
6674                         found++;
6675                 /*
6676                  * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check
6677                  * it.  But now, memory offline itself doesn't call
6678                  * shrink_node_slabs() and it still to be fixed.
6679                  */
6680                 /*
6681                  * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
6682                  * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
6683                  *
6684                  * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
6685                  * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
6686                  * page at boot.
6687                  */
6688                 if (found > count)
6689                         return true;
6690         }
6691         return false;
6692 }
6693
6694 bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
6695 {
6696         struct zone *zone;
6697         unsigned long pfn;
6698
6699         /*
6700          * We have to be careful here because we are iterating over memory
6701          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
6702          * the zone but still within the section.
6703          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
6704          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
6705          */
6706         if (!node_online(page_to_nid(page)))
6707                 return false;
6708
6709         zone = page_zone(page);
6710         pfn = page_to_pfn(page);
6711         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
6712                 return false;
6713
6714         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, true);
6715 }
6716
6717 #ifdef CONFIG_CMA
6718
6719 static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
6720 {
6721         return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
6722                              pageblock_nr_pages) - 1);
6723 }
6724
6725 static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
6726 {
6727         return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
6728                                 pageblock_nr_pages));
6729 }
6730
6731 /* [start, end) must belong to a single zone. */
6732 static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
6733                                         unsigned long start, unsigned long end)
6734 {
6735         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
6736         unsigned long nr_reclaimed;
6737         unsigned long pfn = start;
6738         unsigned int tries = 0;
6739         int ret = 0;
6740
6741         migrate_prep();
6742
6743         while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
6744                 if (fatal_signal_pending(current)) {
6745                         ret = -EINTR;
6746                         break;
6747                 }
6748
6749                 if (list_empty(&cc->migratepages)) {
6750                         cc->nr_migratepages = 0;
6751                         pfn = isolate_migratepages_range(cc, pfn, end);
6752                         if (!pfn) {
6753                                 ret = -EINTR;
6754                                 break;
6755                         }
6756                         tries = 0;
6757                 } else if (++tries == 5) {
6758                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
6759                         break;
6760                 }
6761
6762                 nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
6763                                                         &cc->migratepages);
6764                 cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
6765
6766                 ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
6767                                     NULL, 0, cc->mode, MR_CMA);
6768         }
6769         if (ret < 0) {
6770                 putback_movable_pages(&cc->migratepages);
6771                 return ret;
6772         }
6773         return 0;
6774 }
6775
6776 /**
6777  * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
6778  * @start:      start PFN to allocate
6779  * @end:        one-past-the-last PFN to allocate
6780  * @migratetype:        migratetype of the underlaying pageblocks (either
6781  *                      #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA).  All pageblocks
6782  *                      in range must have the same migratetype and it must
6783  *                      be either of the two.
6784  *
6785  * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
6786  * aligned, however it's the caller's responsibility to guarantee that
6787  * we are the only thread that changes migrate type of pageblocks the
6788  * pages fall in.
6789  *
6790  * The PFN range must belong to a single zone.
6791  *
6792  * Returns zero on success or negative error code.  On success all
6793  * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
6794  * need to be freed with free_contig_range().
6795  */
6796 int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
6797                        unsigned migratetype)
6798 {
6799         unsigned long outer_start, outer_end;
6800         int ret = 0, order;
6801
6802         struct compact_control cc = {
6803                 .nr_migratepages = 0,
6804                 .order = -1,
6805                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
6806                 .mode = MIGRATE_SYNC,
6807                 .ignore_skip_hint = true,
6808         };
6809         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
6810
6811         /*
6812          * What we do here is we mark all pageblocks in range as
6813          * MIGRATE_ISOLATE.  Because pageblock and max order pages may
6814          * have different sizes, and due to the way page allocator
6815          * work, we align the range to biggest of the two pages so
6816          * that page allocator won't try to merge buddies from
6817          * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
6818          * other migration type.
6819          *
6820          * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
6821          * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
6822          * we are interested in).  This will put all the pages in
6823          * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
6824          *
6825          * When this is done, we take the pages in range from page
6826          * allocator removing them from the buddy system.  This way
6827          * page allocator will never consider using them.
6828          *
6829          * This lets us mark the pageblocks back as
6830          * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
6831          * aligned range but not in the unaligned, original range are
6832          * put back to page allocator so that buddy can use them.
6833          */
6834
6835         ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6836                                        pfn_max_align_up(end), migratetype,
6837                                        false);
6838         if (ret)
6839                 return ret;
6840
6841         ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
6842         if (ret)
6843                 goto done;
6844
6845         /*
6846          * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
6847          * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE.  What's
6848          * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
6849          * What we are going to do is to allocate all pages from
6850          * [start, end) (that is remove them from page allocator).
6851          *
6852          * The only problem is that pages at the beginning and at the
6853          * end of interesting range may be not aligned with pages that
6854          * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
6855          * pages.  Because of this, we reserve the bigger range and
6856          * once this is done free the pages we are not interested in.
6857          *
6858          * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
6859          * isolated thus they won't get removed from buddy.
6860          */
6861
6862         lru_add_drain_all();
6863         drain_all_pages(cc.zone);
6864
6865         order = 0;
6866         outer_start = start;
6867         while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
6868                 if (++order >= MAX_ORDER) {
6869                         ret = -EBUSY;
6870                         goto done;
6871                 }
6872                 outer_start &= ~0UL << order;
6873         }
6874
6875         /* Make sure the range is really isolated. */
6876         if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
6877                 pr_info("%s: [%lx, %lx) PFNs busy\n",
6878                         __func__, outer_start, end);
6879                 ret = -EBUSY;
6880                 goto done;
6881         }
6882
6883         /* Grab isolated pages from freelists. */
6884         outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
6885         if (!outer_end) {
6886                 ret = -EBUSY;
6887                 goto done;
6888         }
6889
6890         /* Free head and tail (if any) */
6891         if (start != outer_start)
6892                 free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
6893         if (end != outer_end)
6894                 free_contig_range(end, outer_end - end);
6895
6896 done:
6897         undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
6898                                 pfn_max_align_up(end), migratetype);
6899         return ret;
6900 }
6901
6902 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)
6903 {
6904         unsigned int count = 0;
6905
6906         for (; nr_pages--; pfn++) {
6907                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
6908
6909                 count += page_count(page) != 1;
6910                 __free_page(page);
6911         }
6912         WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
6913 }
6914 #endif
6915
6916 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6917 /*
6918  * The zone indicated has a new number of managed_pages; batch sizes and percpu
6919  * page high values need to be recalulated.
6920  */
6921 void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
6922 {
6923         unsigned cpu;
6924         mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
6925         for_each_possible_cpu(cpu)
6926                 pageset_set_high_and_batch(zone,
6927                                 per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
6928         mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
6929 }
6930 #endif
6931
6932 void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
6933 {
6934         unsigned long flags;
6935         int cpu;
6936         struct per_cpu_pageset *pset;
6937
6938         /* avoid races with drain_pages()  */
6939         local_irq_save(flags);
6940         if (zone->pageset != &boot_pageset) {
6941                 for_each_online_cpu(cpu) {
6942                         pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6943                         drain_zonestat(zone, pset);
6944                 }
6945                 free_percpu(zone->pageset);
6946                 zone->pageset = &boot_pageset;
6947         }
6948         local_irq_restore(flags);
6949 }
6950
6951 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
6952 /*
6953  * All pages in the range must be isolated before calling this.
6954  */
6955 void
6956 __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
6957 {
6958         struct page *page;
6959         struct zone *zone;
6960         unsigned int order, i;
6961         unsigned long pfn;
6962         unsigned long flags;
6963         /* find the first valid pfn */
6964         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
6965                 if (pfn_valid(pfn))
6966                         break;
6967         if (pfn == end_pfn)
6968                 return;
6969         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
6970         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6971         pfn = start_pfn;
6972         while (pfn < end_pfn) {
6973                 if (!pfn_valid(pfn)) {
6974                         pfn++;
6975                         continue;
6976                 }
6977                 page = pfn_to_page(pfn);
6978                 /*
6979                  * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
6980                  * page_count() is not 0.
6981                  */
6982                 if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
6983                         pfn++;
6984                         SetPageReserved(page);
6985                         continue;
6986                 }
6987
6988                 BUG_ON(page_count(page));
6989                 BUG_ON(!PageBuddy(page));
6990                 order = page_order(page);
6991 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
6992                 printk(KERN_INFO "remove from free list %lx %d %lx\n",
6993                        pfn, 1 << order, end_pfn);
6994 #endif
6995                 list_del(&page->lru);
6996                 rmv_page_order(page);
6997                 zone->free_area[order].nr_free--;
6998                 for (i = 0; i < (1 << order); i++)
6999                         SetPageReserved((page+i));
7000                 pfn += (1 << order);
7001         }
7002         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
7003 }
7004 #endif
7005
7006 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
7007 bool is_free_buddy_page(struct page *page)
7008 {
7009         struct zone *zone = page_zone(page);
7010         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
7011         unsigned long flags;
7012         unsigned int order;
7013
7014         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
7015         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
7016                 struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
7017
7018                 if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
7019                         break;
7020         }
7021         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
7022
7023         return order < MAX_ORDER;
7024 }
7025 #endif