- Linux 3.0.89.
[opensuse:kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/jiffies.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/kmemcheck.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/pagevec.h>
31 #include <linux/blkdev.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/oom.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/topology.h>
37 #include <linux/sysctl.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/cpuset.h>
40 #include <linux/memory_hotplug.h>
41 #include <linux/nodemask.h>
42 #include <linux/vmalloc.h>
43 #include <linux/vmstat.h>
44 #include <linux/mempolicy.h>
45 #include <linux/stop_machine.h>
46 #include <linux/sort.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/fault-inject.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/page_cgroup.h>
52 #include <linux/debugobjects.h>
53 #include <linux/kmemleak.h>
54 #include <linux/memory.h>
55 #include <linux/compaction.h>
56 #include <trace/events/kmem.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/prefetch.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63 #include "internal.h"
64
65 #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
66 DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
71 /*
72  * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
73  * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
74  * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
75  * defined in <linux/topology.h>.
76  */
77 DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_);                /* Kernel "local memory" node */
78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
79 #endif
80
81 /*
82  * Array of node states.
83  */
84 nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
85         [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
86         [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
87 #ifndef CONFIG_NUMA
88         [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
89 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
90         [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
91 #endif
92         [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
93 #endif  /* NUMA */
94 };
95 EXPORT_SYMBOL(node_states);
96
97 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
98 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
99 int percpu_pagelist_fraction;
100 gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
101
102 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
103 /*
104  * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
105  * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
106  * while devices are suspended.  To avoid races with the suspend/hibernate code,
107  * they should always be called with pm_mutex held (gfp_allowed_mask also should
108  * only be modified with pm_mutex held, unless the suspend/hibernate code is
109  * guaranteed not to run in parallel with that modification).
110  */
111
112 static gfp_t saved_gfp_mask;
113
114 void pm_restore_gfp_mask(void)
115 {
116         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
117         if (saved_gfp_mask) {
118                 gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
119                 saved_gfp_mask = 0;
120         }
121 }
122
123 void pm_restrict_gfp_mask(void)
124 {
125         WARN_ON(!mutex_is_locked(&pm_mutex));
126         WARN_ON(saved_gfp_mask);
127         saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
128         gfp_allowed_mask &= ~GFP_IOFS;
129 }
130 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
131
132 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
133 int pageblock_order __read_mostly;
134 #endif
135
136 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
137
138 /*
139  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
140  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
141  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
142  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
143  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
144  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
145  *
146  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
147  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
148  */
149 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
150 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
151          256,
152 #endif
153 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
154          256,
155 #endif
156 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
157          32,
158 #endif
159          32,
160 };
161
162 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
163
164 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
165 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
166          "DMA",
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
169          "DMA32",
170 #endif
171          "Normal",
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173          "HighMem",
174 #endif
175          "Movable",
176 };
177
178 int min_free_kbytes = 1024;
179 static int user_min_free_kbytes;
180
181 static unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
182 static unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
183 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
184
185 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
186   /*
187    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maximum number of distinct
188    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
189    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
190    * so the number of times add_active_range() can be called is
191    * related to the number of nodes and the number of holes
192    */
193   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
194     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
195     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
196   #else
197     #if MAX_NUMNODES >= 32
198       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
199       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
200     #else
201       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
202       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
203     #endif
204   #endif
205
206   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
207   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
208   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
209   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
210   static unsigned long __initdata required_kernelcore;
211   static unsigned long __initdata required_movablecore;
212   static unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];
213
214   /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
215   int movable_zone;
216   EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
217 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
218
219 #if MAX_NUMNODES > 1
220 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
221 int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
222 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
223 EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
224 #endif
225
226 int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
227
228 static void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
229 {
230
231         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
232                 migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
233
234         set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
235                                         PB_migrate, PB_migrate_end);
236 }
237
238 bool oom_killer_disabled __read_mostly;
239
240 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
241 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
242 {
243         int ret = 0;
244         unsigned seq;
245         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
246
247         do {
248                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
249                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
250                         ret = 1;
251                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
252                         ret = 1;
253         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
254
255         return ret;
256 }
257
258 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
259 {
260         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
261                 return 0;
262         if (zone != page_zone(page))
263                 return 0;
264
265         return 1;
266 }
267 /*
268  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
269  */
270 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
271 {
272         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
273                 return 1;
274         if (!page_is_consistent(zone, page))
275                 return 1;
276
277         return 0;
278 }
279 #else
280 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
281 {
282         return 0;
283 }
284 #endif
285
286 static void bad_page(struct page *page)
287 {
288         static unsigned long resume;
289         static unsigned long nr_shown;
290         static unsigned long nr_unshown;
291
292         /* Don't complain about poisoned pages */
293         if (PageHWPoison(page)) {
294                 reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
295                 return;
296         }
297
298         /*
299          * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
300          * or allow a steady drip of one report per second.
301          */
302         if (nr_shown == 60) {
303                 if (time_before(jiffies, resume)) {
304                         nr_unshown++;
305                         goto out;
306                 }
307                 if (nr_unshown) {
308                         printk(KERN_ALERT
309                               "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
310                                 nr_unshown);
311                         nr_unshown = 0;
312                 }
313                 nr_shown = 0;
314         }
315         if (nr_shown++ == 0)
316                 resume = jiffies + 60 * HZ;
317
318         printk(KERN_ALERT "BUG: Bad page state in process %s  pfn:%05lx\n",
319                 current->comm, page_to_pfn(page));
320         dump_page(page);
321
322         dump_stack();
323 out:
324         /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
325         reset_page_mapcount(page); /* remove PageBuddy */
326         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
327 }
328
329 /*
330  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
331  *
332  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
333  *
334  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
335  *
336  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
337  * the head page (even the head page has this).
338  *
339  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
340  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
341  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
342  */
343
344 static void free_compound_page(struct page *page)
345 {
346         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
347 }
348
349 void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
350 {
351         int i;
352         int nr_pages = 1 << order;
353
354         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
355         set_compound_order(page, order);
356         __SetPageHead(page);
357         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
358                 struct page *p = page + i;
359                 __SetPageTail(p);
360                 set_page_count(p, 0);
361                 p->first_page = page;
362         }
363 }
364
365 /* update __split_huge_page_refcount if you change this function */
366 static int destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
367 {
368         int i;
369         int nr_pages = 1 << order;
370         int bad = 0;
371
372         if (unlikely(compound_order(page) != order) ||
373             unlikely(!PageHead(page))) {
374                 bad_page(page);
375                 bad++;
376         }
377
378         __ClearPageHead(page);
379
380         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
381                 struct page *p = page + i;
382
383                 if (unlikely(!PageTail(p) || (p->first_page != page))) {
384                         bad_page(page);
385                         bad++;
386                 }
387                 __ClearPageTail(p);
388         }
389
390         return bad;
391 }
392
393 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
394 {
395         int i;
396
397         /*
398          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
399          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
400          */
401         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
402         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
403                 clear_highpage(page + i);
404 }
405
406 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
407 {
408         set_page_private(page, order);
409         __SetPageBuddy(page);
410 }
411
412 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
413 {
414         __ClearPageBuddy(page);
415         set_page_private(page, 0);
416 }
417
418 /*
419  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
420  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
421  *
422  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
423  * the following equation:
424  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
425  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
426  * 1 buddy is #10:
427  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
428  *
429  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
430  * satisfies the following equation:
431  *     P = B & ~(1 << O)
432  *
433  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
434  */
435 static inline unsigned long
436 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
437 {
438         return page_idx ^ (1 << order);
439 }
440
441 /*
442  * This function checks whether a page is free && is the buddy
443  * we can do coalesce a page and its buddy if
444  * (a) the buddy is not in a hole &&
445  * (b) the buddy is in the buddy system &&
446  * (c) a page and its buddy have the same order &&
447  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
448  *
449  * For recording whether a page is in the buddy system, we set ->_mapcount -2.
450  * Setting, clearing, and testing _mapcount -2 is serialized by zone->lock.
451  *
452  * For recording page's order, we use page_private(page).
453  */
454 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
455                                                                 int order)
456 {
457         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
458                 return 0;
459
460         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
461                 return 0;
462
463         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
464                 VM_BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
465                 return 1;
466         }
467         return 0;
468 }
469
470 /*
471  * Freeing function for a buddy system allocator.
472  *
473  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
474  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
475  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
476  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
477  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
478  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
479  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
480  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
481  * parts of the VM system.
482  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
483  * free pages of length of (1 << order) and marked with _mapcount -2. Page's
484  * order is recorded in page_private(page) field.
485  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
486  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
487  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
488  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
489  * triggers coalescing into a block of larger size.            
490  *
491  * -- wli
492  */
493
494 static inline void __free_one_page(struct page *page,
495                 struct zone *zone, unsigned int order,
496                 int migratetype)
497 {
498         unsigned long page_idx;
499         unsigned long combined_idx;
500         unsigned long uninitialized_var(buddy_idx);
501         struct page *buddy;
502
503         if (unlikely(PageCompound(page)))
504                 if (unlikely(destroy_compound_page(page, order)))
505                         return;
506
507         VM_BUG_ON(migratetype == -1);
508
509         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
510
511         VM_BUG_ON(page_idx & ((1 << order) - 1));
512         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
513
514         while (order < MAX_ORDER-1) {
515                 buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
516                 buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
517                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
518                         break;
519
520                 /* Our buddy is free, merge with it and move up one order. */
521                 list_del(&buddy->lru);
522                 zone->free_area[order].nr_free--;
523                 rmv_page_order(buddy);
524                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
525                 page = page + (combined_idx - page_idx);
526                 page_idx = combined_idx;
527                 order++;
528         }
529         set_page_order(page, order);
530
531         /*
532          * If this is not the largest possible page, check if the buddy
533          * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
534          * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
535          * that is happening, add the free page to the tail of the list
536          * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
537          * as a higher order page
538          */
539         if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy))) {
540                 struct page *higher_page, *higher_buddy;
541                 combined_idx = buddy_idx & page_idx;
542                 higher_page = page + (combined_idx - page_idx);
543                 buddy_idx = __find_buddy_index(combined_idx, order + 1);
544                 higher_buddy = higher_page + (buddy_idx - combined_idx);
545                 if (page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
546                         list_add_tail(&page->lru,
547                                 &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
548                         goto out;
549                 }
550         }
551
552         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
553 out:
554         zone->free_area[order].nr_free++;
555 }
556
557 /*
558  * free_page_mlock() -- clean up attempts to free and mlocked() page.
559  * Page should not be on lru, so no need to fix that up.
560  * free_pages_check() will verify...
561  */
562 static inline void free_page_mlock(struct page *page)
563 {
564         __dec_zone_page_state(page, NR_MLOCK);
565         __count_vm_event(UNEVICTABLE_MLOCKFREED);
566 }
567
568 static inline int free_pages_check(struct page *page)
569 {
570         if (unlikely(page_mapcount(page) |
571                 (page->mapping != NULL)  |
572                 (atomic_read(&page->_count) != 0) |
573                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE) |
574                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
575                 bad_page(page);
576                 return 1;
577         }
578         if (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)
579                 page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Frees a number of pages from the PCP lists
585  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
586  * count is the number of pages to free.
587  *
588  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
589  * see if this freeing clears that state.
590  *
591  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
592  * pinned" detection logic.
593  */
594 static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
595                                         struct per_cpu_pages *pcp)
596 {
597         int migratetype = 0;
598         int batch_free = 0;
599         int to_free = count;
600
601         spin_lock(&zone->lock);
602         zone->all_unreclaimable = 0;
603         zone->pages_scanned = 0;
604
605         while (to_free) {
606                 struct page *page;
607                 struct list_head *list;
608
609                 /*
610                  * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
611                  * batch_free count is maintained that is incremented when an
612                  * empty list is encountered.  This is so more pages are freed
613                  * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
614                  * lists
615                  */
616                 do {
617                         batch_free++;
618                         if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
619                                 migratetype = 0;
620                         list = &pcp->lists[migratetype];
621                 } while (list_empty(list));
622
623                 /* This is the only non-empty list. Free them all. */
624                 if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
625                         batch_free = to_free;
626
627                 do {
628                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
629                         /* must delete as __free_one_page list manipulates */
630                         list_del(&page->lru);
631                         /* MIGRATE_MOVABLE list may include MIGRATE_RESERVEs */
632                         __free_one_page(page, zone, 0, page_private(page));
633                         trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, page_private(page));
634                 } while (--to_free && --batch_free && !list_empty(list));
635         }
636         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, count);
637         spin_unlock(&zone->lock);
638 }
639
640 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order,
641                                 int migratetype)
642 {
643         spin_lock(&zone->lock);
644         zone->all_unreclaimable = 0;
645         zone->pages_scanned = 0;
646
647         __free_one_page(page, zone, order, migratetype);
648         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, 1 << order);
649         spin_unlock(&zone->lock);
650 }
651
652 static bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order)
653 {
654         int i;
655         int bad = 0;
656
657 #ifdef CONFIG_XEN
658         if (PageForeign(page)) {
659                 PageForeignDestructor(page, order);
660                 return false;
661         }
662 #endif
663
664         trace_mm_page_free_direct(page, order);
665         kmemcheck_free_shadow(page, order);
666
667         page->pfmemalloc = false;
668         if (PageAnon(page))
669                 page->mapping = NULL;
670         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
671                 bad += free_pages_check(page + i);
672         if (bad)
673                 return false;
674
675         if (!PageHighMem(page)) {
676                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
677                 debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
678                                            PAGE_SIZE << order);
679         }
680         arch_free_page(page, order);
681         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
682
683         return true;
684 }
685
686 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
687 {
688         unsigned long flags;
689         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
690
691 #ifdef CONFIG_XEN
692         WARN_ON(PageForeign(page) && wasMlocked);
693 #endif
694         if (!free_pages_prepare(page, order))
695                 return;
696
697         local_irq_save(flags);
698         if (unlikely(wasMlocked))
699                 free_page_mlock(page);
700         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
701         free_one_page(page_zone(page), page, order,
702                                         get_pageblock_migratetype(page));
703         local_irq_restore(flags);
704 }
705
706 /*
707  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
708  */
709 void __meminit __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
710 {
711         if (order == 0) {
712                 __ClearPageReserved(page);
713                 set_page_count(page, 0);
714                 set_page_refcounted(page);
715                 __free_page(page);
716         } else {
717                 int loop;
718
719                 prefetchw(page);
720                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
721                         struct page *p = &page[loop];
722
723                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
724                                 prefetchw(p + 1);
725                         __ClearPageReserved(p);
726                         set_page_count(p, 0);
727                 }
728
729                 set_page_refcounted(page);
730                 __free_pages(page, order);
731         }
732 }
733
734
735 /*
736  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
737  * Please do not alter this order without good reasons and regression
738  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
739  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
740  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
741  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
742  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
743  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
744  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
745  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
746  *
747  * -- wli
748  */
749 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
750         int low, int high, struct free_area *area,
751         int migratetype)
752 {
753         unsigned long size = 1 << high;
754
755         while (high > low) {
756                 area--;
757                 high--;
758                 size >>= 1;
759                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
760                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list[migratetype]);
761                 area->nr_free++;
762                 set_page_order(&page[size], high);
763         }
764 }
765
766 /*
767  * This page is about to be returned from the page allocator
768  */
769 static inline int check_new_page(struct page *page)
770 {
771         if (unlikely(page_mapcount(page) |
772                 (page->mapping != NULL)  |
773                 (atomic_read(&page->_count) != 0)  |
774                 (page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP) |
775                 (mem_cgroup_bad_page_check(page)))) {
776                 bad_page(page);
777                 return 1;
778         }
779         return 0;
780 }
781
782 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
783 {
784         int i;
785
786         for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
787                 struct page *p = page + i;
788                 if (unlikely(check_new_page(p)))
789                         return 1;
790         }
791
792         set_page_private(page, 0);
793         set_page_refcounted(page);
794
795         arch_alloc_page(page, order);
796         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
797
798         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
799                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
800
801         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
802                 prep_compound_page(page, order);
803
804         return 0;
805 }
806
807 /*
808  * Go through the free lists for the given migratetype and remove
809  * the smallest available page from the freelists
810  */
811 static inline
812 struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
813                                                 int migratetype)
814 {
815         unsigned int current_order;
816         struct free_area * area;
817         struct page *page;
818
819         /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
820         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
821                 area = &(zone->free_area[current_order]);
822                 if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
823                         continue;
824
825                 page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
826                                                         struct page, lru);
827                 list_del(&page->lru);
828                 rmv_page_order(page);
829                 area->nr_free--;
830                 expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
831                 return page;
832         }
833
834         return NULL;
835 }
836
837
838 /*
839  * This array describes the order lists are fallen back to when
840  * the free lists for the desirable migrate type are depleted
841  */
842 static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {
843         [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
844         [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },
845         [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },
846         [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */
847 };
848
849 /*
850  * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
851  * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
852  * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
853  */
854 static int move_freepages(struct zone *zone,
855                           struct page *start_page, struct page *end_page,
856                           int migratetype)
857 {
858         struct page *page;
859         unsigned long order;
860         int pages_moved = 0;
861
862 #ifndef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
863         /*
864          * page_zone is not safe to call in this context when
865          * CONFIG_HOLES_IN_ZONE is set. This bug check is probably redundant
866          * anyway as we check zone boundaries in move_freepages_block().
867          * Remove at a later date when no bug reports exist related to
868          * grouping pages by mobility
869          */
870         BUG_ON(page_zone(start_page) != page_zone(end_page));
871 #endif
872
873         for (page = start_page; page <= end_page;) {
874                 /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
875                 VM_BUG_ON(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone));
876
877                 if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
878                         page++;
879                         continue;
880                 }
881
882                 if (!PageBuddy(page)) {
883                         page++;
884                         continue;
885                 }
886
887                 order = page_order(page);
888                 list_move(&page->lru,
889                           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);
890                 page += 1 << order;
891                 pages_moved += 1 << order;
892         }
893
894         return pages_moved;
895 }
896
897 static int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
898                                 int migratetype)
899 {
900         unsigned long start_pfn, end_pfn;
901         struct page *start_page, *end_page;
902
903         start_pfn = page_to_pfn(page);
904         start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
905         start_page = pfn_to_page(start_pfn);
906         end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
907         end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
908
909         /* Do not cross zone boundaries */
910         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
911                 start_page = page;
912         if (end_pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
913                 return 0;
914
915         return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype);
916 }
917
918 static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
919                                         int start_order, int migratetype)
920 {
921         int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
922
923         while (nr_pageblocks--) {
924                 set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
925                 pageblock_page += pageblock_nr_pages;
926         }
927 }
928
929 /* Remove an element from the buddy allocator from the fallback list */
930 static inline struct page *
931 __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype)
932 {
933         struct free_area * area;
934         int current_order;
935         struct page *page;
936         int migratetype, i;
937
938         /* Find the largest possible block of pages in the other list */
939         for (current_order = MAX_ORDER-1; current_order >= order;
940                                                 --current_order) {
941                 for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES - 1; i++) {
942                         migratetype = fallbacks[start_migratetype][i];
943
944                         /* MIGRATE_RESERVE handled later if necessary */
945                         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
946                                 continue;
947
948                         area = &(zone->free_area[current_order]);
949                         if (list_empty(&area->free_list[migratetype]))
950                                 continue;
951
952                         page = list_entry(area->free_list[migratetype].next,
953                                         struct page, lru);
954                         area->nr_free--;
955
956                         /*
957                          * If breaking a large block of pages, move all free
958                          * pages to the preferred allocation list. If falling
959                          * back for a reclaimable kernel allocation, be more
960                          * aggressive about taking ownership of free pages
961                          */
962                         if (unlikely(current_order >= (pageblock_order >> 1)) ||
963                                         start_migratetype == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
964                                         page_group_by_mobility_disabled) {
965                                 unsigned long pages;
966                                 pages = move_freepages_block(zone, page,
967                                                                 start_migratetype);
968
969                                 /* Claim the whole block if over half of it is free */
970                                 if (pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
971                                                 page_group_by_mobility_disabled)
972                                         set_pageblock_migratetype(page,
973                                                                 start_migratetype);
974
975                                 migratetype = start_migratetype;
976                         }
977
978                         /* Remove the page from the freelists */
979                         list_del(&page->lru);
980                         rmv_page_order(page);
981
982                         /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
983                         if (current_order >= pageblock_order)
984                                 change_pageblock_range(page, current_order,
985                                                         start_migratetype);
986
987                         expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
988
989                         trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
990                                 start_migratetype, migratetype);
991
992                         return page;
993                 }
994         }
995
996         return NULL;
997 }
998
999 /*
1000  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
1001  * Call me with the zone->lock already held.
1002  */
1003 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order,
1004                                                 int migratetype)
1005 {
1006         struct page *page;
1007
1008 retry_reserve:
1009         page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
1010
1011         if (unlikely(!page) && migratetype != MIGRATE_RESERVE) {
1012                 page = __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype);
1013
1014                 /*
1015                  * Use MIGRATE_RESERVE rather than fail an allocation. goto
1016                  * is used because __rmqueue_smallest is an inline function
1017                  * and we want just one call site
1018                  */
1019                 if (!page) {
1020                         migratetype = MIGRATE_RESERVE;
1021                         goto retry_reserve;
1022                 }
1023         }
1024
1025         trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
1026         return page;
1027 }
1028
1029 /* 
1030  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
1031  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
1032  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
1033  */
1034 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
1035                         unsigned long count, struct list_head *list,
1036                         int migratetype, int cold)
1037 {
1038         int i;
1039         
1040         spin_lock(&zone->lock);
1041         for (i = 0; i < count; ++i) {
1042                 struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1043                 if (unlikely(page == NULL))
1044                         break;
1045
1046                 /*
1047                  * Split buddy pages returned by expand() are received here
1048                  * in physical page order. The page is added to the callers and
1049                  * list and the list head then moves forward. From the callers
1050                  * perspective, the linked list is ordered by page number in
1051                  * some conditions. This is useful for IO devices that can
1052                  * merge IO requests if the physical pages are ordered
1053                  * properly.
1054                  */
1055                 if (likely(cold == 0))
1056                         list_add(&page->lru, list);
1057                 else
1058                         list_add_tail(&page->lru, list);
1059                 set_page_private(page, migratetype);
1060                 list = &page->lru;
1061         }
1062         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
1063         spin_unlock(&zone->lock);
1064         return i;
1065 }
1066
1067 #ifdef CONFIG_NUMA
1068 /*
1069  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
1070  * currently executing processor on remote nodes after they have
1071  * expired.
1072  *
1073  * Note that this function must be called with the thread pinned to
1074  * a single processor.
1075  */
1076 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
1077 {
1078         unsigned long flags;
1079         int to_drain;
1080
1081         local_irq_save(flags);
1082         if (pcp->count >= pcp->batch)
1083                 to_drain = pcp->batch;
1084         else
1085                 to_drain = pcp->count;
1086         free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
1087         pcp->count -= to_drain;
1088         local_irq_restore(flags);
1089 }
1090 #endif
1091
1092 /*
1093  * Drain pages of the indicated processor.
1094  *
1095  * The processor must either be the current processor and the
1096  * thread pinned to the current processor or a processor that
1097  * is not online.
1098  */
1099 static void drain_pages(unsigned int cpu)
1100 {
1101         unsigned long flags;
1102         struct zone *zone;
1103
1104         for_each_populated_zone(zone) {
1105                 struct per_cpu_pageset *pset;
1106                 struct per_cpu_pages *pcp;
1107
1108                 local_irq_save(flags);
1109                 pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
1110
1111                 pcp = &pset->pcp;
1112                 if (pcp->count) {
1113                         free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
1114                         pcp->count = 0;
1115                 }
1116                 local_irq_restore(flags);
1117         }
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
1122  */
1123 void drain_local_pages(void *arg)
1124 {
1125         drain_pages(smp_processor_id());
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator
1130  */
1131 void drain_all_pages(void)
1132 {
1133         get_online_cpus();
1134         on_each_cpu(drain_local_pages, NULL, 1);
1135         put_online_cpus();
1136 }
1137
1138 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1139
1140 void mark_free_pages(struct zone *zone)
1141 {
1142         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1143         unsigned long flags;
1144         int order, t;
1145         struct list_head *curr;
1146
1147         if (!zone->spanned_pages)
1148                 return;
1149
1150         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1151
1152         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
1153         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1154                 if (pfn_valid(pfn)) {
1155                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1156
1157                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1158                                 swsusp_unset_page_free(page);
1159                 }
1160
1161         for_each_migratetype_order(order, t) {
1162                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list[t]) {
1163                         unsigned long i;
1164
1165                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
1166                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
1167                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1168                 }
1169         }
1170         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1171 }
1172 #endif /* CONFIG_PM */
1173
1174 /*
1175  * Free a 0-order page
1176  * cold == 1 ? free a cold page : free a hot page
1177  */
1178 void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
1179 {
1180         struct zone *zone = page_zone(page);
1181         struct per_cpu_pages *pcp;
1182         unsigned long flags;
1183         int migratetype;
1184         int wasMlocked = __TestClearPageMlocked(page);
1185
1186 #ifdef CONFIG_XEN
1187         WARN_ON(PageForeign(page) && wasMlocked);
1188 #endif
1189         if (!free_pages_prepare(page, 0))
1190                 return;
1191
1192         migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
1193         set_page_private(page, migratetype);
1194         page->pfmemalloc = false;
1195         local_irq_save(flags);
1196         if (unlikely(wasMlocked))
1197                 free_page_mlock(page);
1198         __count_vm_event(PGFREE);
1199
1200         /*
1201          * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
1202          * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
1203          * offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
1204          * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
1205          * excessively into the page allocator
1206          */
1207         if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
1208                 if (unlikely(migratetype == MIGRATE_ISOLATE)) {
1209                         free_one_page(zone, page, 0, migratetype);
1210                         goto out;
1211                 }
1212                 migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
1213         }
1214
1215         pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1216         if (cold)
1217                 list_add_tail(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1218         else
1219                 list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
1220         pcp->count++;
1221         if (pcp->count >= pcp->high) {
1222                 free_pcppages_bulk(zone, pcp->batch, pcp);
1223                 pcp->count -= pcp->batch;
1224         }
1225
1226 out:
1227         local_irq_restore(flags);
1228 }
1229
1230 /*
1231  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
1232  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
1233  * Each sub-page must be freed individually.
1234  *
1235  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1236  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1237  */
1238 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
1239 {
1240         int i;
1241
1242         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
1243         VM_BUG_ON(!page_count(page));
1244
1245 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
1246         /*
1247          * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
1248          * otherwise free the whole shadow.
1249          */
1250         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1251                 split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
1252 #endif
1253
1254         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
1255                 set_page_refcounted(page + i);
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Similar to split_page except the page is already free. As this is only
1260  * being used for migration, the migratetype of the block also changes.
1261  * As this is called with interrupts disabled, the caller is responsible
1262  * for calling arch_alloc_page() and kernel_map_page() after interrupts
1263  * are enabled.
1264  *
1265  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
1266  * Please consult with lkml before using this in your driver.
1267  */
1268 int split_free_page(struct page *page)
1269 {
1270         unsigned int order;
1271         unsigned long watermark;
1272         struct zone *zone;
1273
1274         BUG_ON(!PageBuddy(page));
1275
1276         zone = page_zone(page);
1277         order = page_order(page);
1278
1279         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */
1280         watermark = low_wmark_pages(zone) + (1 << order);
1281         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
1282                 return 0;
1283
1284         /* Remove page from free list */
1285         list_del(&page->lru);
1286         zone->free_area[order].nr_free--;
1287         rmv_page_order(page);
1288         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1UL << order));
1289
1290         /* Split into individual pages */
1291         set_page_refcounted(page);
1292         split_page(page, order);
1293
1294         if (order >= pageblock_order - 1) {
1295                 struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
1296                 for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages)
1297                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1298         }
1299
1300         return 1 << order;
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
1305  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
1306  * or two.
1307  */
1308 static inline
1309 struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
1310                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
1311                         int migratetype)
1312 {
1313         unsigned long flags;
1314         struct page *page;
1315         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
1316
1317 again:
1318         if (likely(order == 0)) {
1319                 struct per_cpu_pages *pcp;
1320                 struct list_head *list;
1321
1322                 local_irq_save(flags);
1323                 pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
1324                 list = &pcp->lists[migratetype];
1325                 if (list_empty(list)) {
1326                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
1327                                         pcp->batch, list,
1328                                         migratetype, cold);
1329                         if (unlikely(list_empty(list)))
1330                                 goto failed;
1331                 }
1332
1333                 if (cold)
1334                         page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
1335                 else
1336                         page = list_entry(list->next, struct page, lru);
1337
1338                 list_del(&page->lru);
1339                 pcp->count--;
1340         } else {
1341                 if (unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
1342                         /*
1343                          * __GFP_NOFAIL is not to be used in new code.
1344                          *
1345                          * All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
1346                          * properly detect and handle allocation failures.
1347                          *
1348                          * We most definitely don't want callers attempting to
1349                          * allocate greater than order-1 page units with
1350                          * __GFP_NOFAIL.
1351                          */
1352                         WARN_ON_ONCE(order > 1);
1353                 }
1354                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1355                 page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
1356                 spin_unlock(&zone->lock);
1357                 if (!page)
1358                         goto failed;
1359                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
1360         }
1361
1362         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
1363         zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
1364         local_irq_restore(flags);
1365
1366         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
1367         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
1368                 goto again;
1369         return page;
1370
1371 failed:
1372         local_irq_restore(flags);
1373         return NULL;
1374 }
1375
1376 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1377 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1378 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1379 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1380 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1381
1382 /* Mask to get the watermark bits */
1383 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1384
1385 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
1386 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
1387 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
1388
1389 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
1390
1391 static struct fail_page_alloc_attr {
1392         struct fault_attr attr;
1393
1394         u32 ignore_gfp_highmem;
1395         u32 ignore_gfp_wait;
1396         u32 min_order;
1397
1398 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1399
1400         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
1401         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
1402         struct dentry *min_order_file;
1403
1404 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1405
1406 } fail_page_alloc = {
1407         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
1408         .ignore_gfp_wait = 1,
1409         .ignore_gfp_highmem = 1,
1410         .min_order = 1,
1411 };
1412
1413 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
1414 {
1415         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
1416 }
1417 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
1418
1419 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1420 {
1421         if (order < fail_page_alloc.min_order)
1422                 return 0;
1423         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1424                 return 0;
1425         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
1426                 return 0;
1427         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
1428                 return 0;
1429
1430         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
1431 }
1432
1433 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
1434
1435 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
1436 {
1437         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
1438         struct dentry *dir;
1439         int err;
1440
1441         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
1442                                        "fail_page_alloc");
1443         if (err)
1444                 return err;
1445         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
1446
1447         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
1448                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
1449                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
1450
1451         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
1452                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
1453                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
1454         fail_page_alloc.min_order_file =
1455                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
1456                                    &fail_page_alloc.min_order);
1457
1458         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
1459             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
1460             !fail_page_alloc.min_order_file) {
1461                 err = -ENOMEM;
1462                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
1463                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
1464                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
1465                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
1466         }
1467
1468         return err;
1469 }
1470
1471 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1472
1473 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1474
1475 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1476
1477 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1478 {
1479         return 0;
1480 }
1481
1482 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1483
1484 /*
1485  * Return true if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1486  * of the allocation.
1487  */
1488 static bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1489                       int classzone_idx, int alloc_flags, long free_pages)
1490 {
1491         /* free_pages my go negative - that's OK */
1492         long min = mark;
1493         int o;
1494
1495         free_pages -= (1 << order) + 1;
1496         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1497                 min -= min / 2;
1498         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1499                 min -= min / 4;
1500
1501         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1502                 return false;
1503         for (o = 0; o < order; o++) {
1504                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1505                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1506
1507                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1508                 min >>= 1;
1509
1510                 if (free_pages <= min)
1511                         return false;
1512         }
1513         return true;
1514 }
1515
1516 bool zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1517                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1518 {
1519         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1520                                         zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
1521 }
1522
1523 bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1524                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1525 {
1526         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
1527
1528         if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
1529                 free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
1530
1531         return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
1532                                                                 free_pages);
1533 }
1534
1535 #ifdef CONFIG_NUMA
1536 /*
1537  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1538  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1539  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1540  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1541  * that have to skip over a lot of full or unallowed zones.
1542  *
1543  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1544  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1545  * tasks mems_allowed, or node_states[N_HIGH_MEMORY].)
1546  *
1547  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1548  * nothing and returns NULL.
1549  *
1550  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1551  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1552  *
1553  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1554  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1555  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1556  * quickly as we can.
1557  */
1558 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1559 {
1560         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1561         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1562
1563         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1564         if (!zlc)
1565                 return NULL;
1566
1567         if (time_after(jiffies, zlc->last_full_zap + HZ)) {
1568                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1569                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1570         }
1571
1572         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1573                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1574                                         &node_states[N_HIGH_MEMORY];
1575         return allowednodes;
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1580  * if it is worth looking at further for free memory:
1581  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1582  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1583  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1584  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1585  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1586  * else return false (zero) if it is not.
1587  *
1588  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1589  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1590  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1591  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1592  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1593  * into the second scan of the zonelist.
1594  *
1595  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1596  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1597  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1598  * unturned looking for a free page.
1599  */
1600 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1601                                                 nodemask_t *allowednodes)
1602 {
1603         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1604         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1605         int n;                          /* node that zone *z is on */
1606
1607         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1608         if (!zlc)
1609                 return 1;
1610
1611         i = z - zonelist->_zonerefs;
1612         n = zlc->z_to_n[i];
1613
1614         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1615         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1620  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1621  * from that zone don't waste time re-examining it.
1622  */
1623 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1624 {
1625         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1626         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1627
1628         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1629         if (!zlc)
1630                 return;
1631
1632         i = z - zonelist->_zonerefs;
1633
1634         set_bit(i, zlc->fullzones);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * clear all zones full, called after direct reclaim makes progress so that
1639  * a zone that was recently full is not skipped over for up to a second
1640  */
1641 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1642 {
1643         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1644
1645         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1646         if (!zlc)
1647                 return;
1648
1649         bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1650 }
1651
1652 #else   /* CONFIG_NUMA */
1653
1654 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1655 {
1656         return NULL;
1657 }
1658
1659 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z,
1660                                 nodemask_t *allowednodes)
1661 {
1662         return 1;
1663 }
1664
1665 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zoneref *z)
1666 {
1667 }
1668
1669 static void zlc_clear_zones_full(struct zonelist *zonelist)
1670 {
1671 }
1672 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1673
1674 /*
1675  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1676  * a page.
1677  */
1678 static struct page *
1679 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, unsigned int order,
1680                 struct zonelist *zonelist, int high_zoneidx, int alloc_flags,
1681                 struct zone *preferred_zone, int migratetype)
1682 {
1683         struct zoneref *z;
1684         struct page *page = NULL;
1685         int classzone_idx;
1686         struct zone *zone;
1687         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1688         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1689         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1690
1691         classzone_idx = zone_idx(preferred_zone);
1692 zonelist_scan:
1693         /*
1694          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1695          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1696          */
1697         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
1698                                                 high_zoneidx, nodemask) {
1699                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1700                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1701                                 continue;
1702                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1703                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1704                                 continue;
1705
1706                 BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
1707                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1708                         unsigned long mark;
1709                         int ret;
1710
1711                         mark = zone->watermark[alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK];
1712                         if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1713                                     classzone_idx, alloc_flags))
1714                                 goto try_this_zone;
1715
1716                         if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup && nr_online_nodes > 1) {
1717                                 /*
1718                                  * we do zlc_setup if there are multiple nodes
1719                                  * and before considering the first zone allowed
1720                                  * by the cpuset.
1721                                  */
1722                                 allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1723                                 zlc_active = 1;
1724                                 did_zlc_setup = 1;
1725                         }
1726
1727                         if (zone_reclaim_mode == 0)
1728                                 goto this_zone_full;
1729
1730                         /*
1731                          * As we may have just activated ZLC, check if the first
1732                          * eligible zone has failed zone_reclaim recently.
1733                          */
1734                         if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1735                                 !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1736                                 continue;
1737
1738                         ret = zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
1739                         switch (ret) {
1740                         case ZONE_RECLAIM_NOSCAN:
1741                                 /* did not scan */
1742                                 continue;
1743                         case ZONE_RECLAIM_FULL:
1744                                 /* scanned but unreclaimable */
1745                                 continue;
1746                         default:
1747                                 /* did we reclaim enough */
1748                                 if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1749                                                 classzone_idx, alloc_flags))
1750                                         goto try_this_zone;
1751
1752                                 /*
1753                                  * Failed to reclaim enough to meet watermark.
1754                                  * Only mark the zone full if checking the min
1755                                  * watermark or if we failed to reclaim just
1756                                  * 1<<order pages or else the page allocator
1757                                  * fastpath will prematurely mark zones full
1758                                  * when the watermark is between the low and
1759                                  * min watermarks.
1760                                  */
1761                                 if (((alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK) == ALLOC_WMARK_MIN) ||
1762                                     ret == ZONE_RECLAIM_SOME)
1763                                         goto this_zone_full;
1764
1765                                 continue;
1766                         }
1767                 }
1768
1769 try_this_zone:
1770                 page = buffered_rmqueue(preferred_zone, zone, order,
1771                                                 gfp_mask, migratetype);
1772                 if (page)
1773                         break;
1774 this_zone_full:
1775                 if (NUMA_BUILD)
1776                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1777         }
1778
1779         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1780                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1781                 zlc_active = 0;
1782                 goto zonelist_scan;
1783         }
1784         return page;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Large machines with many possible nodes should not always dump per-node
1789  * meminfo in irq context.
1790  */
1791 static inline bool should_suppress_show_mem(void)
1792 {
1793         bool ret = false;
1794
1795 #if NODES_SHIFT > 8
1796         ret = in_interrupt();
1797 #endif
1798         return ret;
1799 }
1800
1801 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs,
1802                 DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1803                 DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1804
1805 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...)
1806 {
1807         va_list args;
1808         unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1809
1810         if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
1811                 return;
1812
1813         /*
1814          * This documents exceptions given to allocations in certain
1815          * contexts that are allowed to allocate outside current's set
1816          * of allowed nodes.
1817          */
1818         if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
1819                 if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1820                     (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
1821                         filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1822         if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1823                 filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
1824
1825         if (fmt) {
1826                 printk(KERN_WARNING);
1827                 va_start(args, fmt);
1828                 vprintk(fmt, args);
1829                 va_end(args);
1830         }
1831         printk(KERN_INFO "The following is only an harmless informational message.\n");
1832         printk(KERN_INFO "Unless you get a _continuous_flood_ of these messages it means\n");
1833         printk(KERN_INFO "everything is working fine. Allocations from irqs cannot be\n");
1834         printk(KERN_INFO "perfectly reliable and the kernel is designed to handle that.\n");
1835
1836         pr_warning("%s: page allocation failure: order:%d, mode:0x%x\n",
1837                    current->comm, order, gfp_mask);
1838
1839         dump_stack();
1840         if (!should_suppress_show_mem())
1841                 show_mem(filter);
1842 }
1843
1844 static inline int
1845 should_alloc_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1846                                 unsigned long pages_reclaimed)
1847 {
1848         /* Do not loop if specifically requested */
1849         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1850                 return 0;
1851
1852         /*
1853          * In this implementation, order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER
1854          * means __GFP_NOFAIL, but that may not be true in other
1855          * implementations.
1856          */
1857         if (order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1858                 return 1;
1859
1860         /*
1861          * For order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER, if __GFP_REPEAT is
1862          * specified, then we retry until we no longer reclaim any pages
1863          * (above), or we've reclaimed an order of pages at least as
1864          * large as the allocation's order. In both cases, if the
1865          * allocation still fails, we stop retrying.
1866          */
1867         if (gfp_mask & __GFP_REPEAT && pages_reclaimed < (1 << order))
1868                 return 1;
1869
1870         /*
1871          * Don't let big-order allocations loop unless the caller
1872          * explicitly requests that.
1873          */
1874         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1875                 return 1;
1876
1877         return 0;
1878 }
1879
1880 static inline struct page *
1881 __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1882         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1883         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
1884         int migratetype)
1885 {
1886         struct page *page;
1887
1888         /* Acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist */
1889         if (!try_set_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask)) {
1890                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1891                 return NULL;
1892         }
1893
1894         /*
1895          * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
1896          * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
1897          * we're still under heavy pressure.
1898          */
1899         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask,
1900                 order, zonelist, high_zoneidx,
1901                 ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET,
1902                 preferred_zone, migratetype);
1903         if (page)
1904                 goto out;
1905
1906         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
1907                 /* The OOM killer will not help higher order allocs */
1908                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1909                         goto out;
1910                 /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
1911                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
1912                         goto out;
1913                 /*
1914                  * GFP_THISNODE contains __GFP_NORETRY and we never hit this.
1915                  * Sanity check for bare calls of __GFP_THISNODE, not real OOM.
1916                  * The caller should handle page allocation failure by itself if
1917                  * it specifies __GFP_THISNODE.
1918                  * Note: Hugepage uses it but will hit PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER.
1919                  */
1920                 if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
1921                         goto out;
1922         }
1923         /* Exhausted what can be done so it's blamo time */
1924         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, nodemask);
1925
1926 out:
1927         clear_zonelist_oom(zonelist, gfp_mask);
1928         return page;
1929 }
1930
1931 void __init_refok zone_init_compact_cached(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask)
1932 {
1933         pg_data_t *pgdat;
1934
1935         if (likely(zone->kabi_workaround))
1936                 return;
1937
1938         pgdat = zone->zone_pgdat;
1939         if (slab_is_available())
1940                 zone->kabi_workaround = kzalloc_node(sizeof(struct zone_kabi_workaround),
1941                                 gfp_mask, pgdat->node_id);
1942         else
1943                 zone->kabi_workaround = alloc_bootmem_node(pgdat,
1944                                         sizeof(struct zone_kabi_workaround));
1945 }
1946
1947 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1948 /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
1949 static struct page *
1950 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1951         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
1952         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
1953         int migratetype, bool sync_migration,
1954         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
1955         unsigned long *did_some_progress)
1956 {
1957         struct page *page;
1958
1959         if (!order)
1960                 return NULL;
1961
1962         if (compaction_deferred(preferred_zone)) {
1963                 *deferred_compaction = true;
1964                 return NULL;
1965         }
1966
1967         current->flags |= PF_MEMALLOC;
1968         *did_some_progress = try_to_compact_pages(zonelist, order, gfp_mask,
1969                                                 nodemask, sync_migration,
1970                                                 contended_compaction);
1971         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1972         if (*did_some_progress != COMPACT_SKIPPED) {
1973
1974                 /* Page migration frees to the PCP lists but we want merging */
1975                 drain_pages(get_cpu());
1976                 put_cpu();
1977
1978                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask,
1979                                 order, zonelist, high_zoneidx,
1980                                 alloc_flags, preferred_zone,
1981                                 migratetype);
1982                 if (page) {
1983                         preferred_zone->kabi_workaround->compact_cached.blockskip_flush = false;
1984                         preferred_zone->compact_considered = 0;
1985                         preferred_zone->compact_defer_shift = 0;
1986                         count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
1987                         return page;
1988                 }
1989
1990                 /*
1991                  * It's bad if compaction run occurs and fails.
1992                  * The most likely reason is that pages exist,
1993                  * but not enough to satisfy watermarks.
1994                  */
1995                 count_vm_event(COMPACTFAIL);
1996
1997                 /*
1998                  * As async compaction considers a subset of pageblocks, only
1999                  * defer if the failure was a sync compaction failure.
2000                  */
2001                 if (sync_migration)
2002                         defer_compaction(preferred_zone);
2003
2004                 cond_resched();
2005         }
2006
2007         return NULL;
2008 }
2009 #else
2010 static inline struct page *
2011 __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2012         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2013         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2014         int migratetype, bool sync_migration,
2015         bool *contended_compaction, bool *deferred_compaction,
2016         unsigned long *did_some_progress)
2017 {
2018         return NULL;
2019 }
2020 #endif /* CONFIG_COMPACTION */
2021
2022 /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
2023 static inline struct page *
2024 __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2025         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2026         nodemask_t *nodemask, int alloc_flags, struct zone *preferred_zone,
2027         int migratetype, unsigned long *did_some_progress)
2028 {
2029         struct page *page = NULL;
2030         struct reclaim_state reclaim_state;
2031         bool drained = false;
2032
2033         cond_resched();
2034
2035         /* We now go into synchronous reclaim */
2036         cpuset_memory_pressure_bump();
2037         current->flags |= PF_MEMALLOC;
2038         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
2039         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
2040         current->reclaim_state = &reclaim_state;
2041
2042         *did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist, order, gfp_mask, nodemask);
2043
2044         current->reclaim_state = NULL;
2045         lockdep_clear_current_reclaim_state();
2046         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
2047
2048         cond_resched();
2049
2050         if (unlikely(!(*did_some_progress)))
2051                 return NULL;
2052
2053         /* After successful reclaim, reconsider all zones for allocation */
2054         if (NUMA_BUILD)
2055                 zlc_clear_zones_full(zonelist);
2056
2057 retry:
2058         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2059                                         zonelist, high_zoneidx,
2060                                         alloc_flags, preferred_zone,
2061                                         migratetype);
2062
2063         /*
2064          * If a high-order allocation failed after direct reclaim, there is a
2065          * possibility that it is because the necessary buddies have been
2066          * freed to the per-cpu list. Drain the local list and try again.
2067          * drain_all_pages is not used because it is unsafe to call
2068          * get_online_cpus from this context as it is possible that kthreadd
2069          * would block during thread creation and the cost of sending storms
2070          * of IPIs in low memory conditions is quite high.
2071          */
2072         if (!page && !drained) {
2073                 drain_pages(get_cpu());
2074                 put_cpu();
2075                 drained = true;
2076                 goto retry;
2077         }
2078
2079         return page;
2080 }
2081
2082 /*
2083  * This is called in the allocator slow-path if the allocation request is of
2084  * sufficient urgency to ignore watermarks and take other desperate measures
2085  */
2086 static inline struct page *
2087 __alloc_pages_high_priority(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2088         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2089         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2090         int migratetype)
2091 {
2092         struct page *page;
2093
2094         do {
2095                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order,
2096                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_NO_WATERMARKS,
2097                         preferred_zone, migratetype);
2098
2099                 if (!page && gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2100                         wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2101         } while (!page && (gfp_mask & __GFP_NOFAIL));
2102
2103         return page;
2104 }
2105
2106 static inline
2107 void wake_all_kswapd(unsigned int order, struct zonelist *zonelist,
2108                                                 enum zone_type high_zoneidx,
2109                                                 enum zone_type classzone_idx)
2110 {
2111         struct zoneref *z;
2112         struct zone *zone;
2113
2114         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
2115                 wakeup_kswapd(zone, order, classzone_idx);
2116 }
2117
2118 static inline int
2119 gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
2120 {
2121         int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
2122         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2123
2124         /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
2125         BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
2126
2127         /*
2128          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
2129          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
2130          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
2131          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
2132          */
2133         alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
2134
2135         if (!wait) {
2136                 /*
2137                  * Not worth trying to allocate harder for
2138                  * __GFP_NOMEMALLOC even if it can't schedule.
2139                  */
2140                 if  (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
2141                         alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2142                 /*
2143                  * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
2144                  * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
2145                  */
2146                 alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
2147         } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
2148                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
2149
2150         if (likely(!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))) {
2151                 if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
2152                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2153                 else if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
2154                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2155                 else if (!in_interrupt() &&
2156                                 ((current->flags & PF_MEMALLOC) ||
2157                                  unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))))
2158                         alloc_flags |= ALLOC_NO_WATERMARKS;
2159         }
2160
2161         return alloc_flags;
2162 }
2163
2164 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
2165 {
2166         return !!(gfp_to_alloc_flags(gfp_mask) & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2167 }
2168
2169 static inline struct page *
2170 __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2171         struct zonelist *zonelist, enum zone_type high_zoneidx,
2172         nodemask_t *nodemask, struct zone *preferred_zone,
2173         int migratetype)
2174 {
2175         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
2176         struct page *page = NULL;
2177         int alloc_flags;
2178         unsigned long pages_reclaimed = 0;
2179         unsigned long did_some_progress;
2180         bool sync_migration = false;
2181         bool deferred_compaction = false;
2182         bool contended_compaction = false;
2183
2184         /*
2185          * In the slowpath, we sanity check order to avoid ever trying to
2186          * reclaim >= MAX_ORDER areas which will never succeed. Callers may
2187          * be using allocators in order of preference for an area that is
2188          * too large.
2189          */
2190         if (order >= MAX_ORDER) {
2191                 WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
2192                 return NULL;
2193         }
2194
2195         /*
2196          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
2197          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
2198          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
2199          * using a larger set of nodes after it has established that the
2200          * allowed per node queues are empty and that nodes are
2201          * over allocated.
2202          */
2203         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
2204                 goto nopage;
2205
2206 restart:
2207         if (!(gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2208                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx,
2209                                                 zone_idx(preferred_zone));
2210
2211         /*
2212          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
2213          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
2214          * to how we want to proceed.
2215          */
2216         alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
2217
2218         /*
2219          * Find the true preferred zone if the allocation is unconstrained by
2220          * cpusets.
2221          */
2222         if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) && !nodemask)
2223                 first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx, NULL,
2224                                         &preferred_zone);
2225
2226 rebalance:
2227         /* This is the last chance, in general, before the goto nopage. */
2228         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, nodemask, order, zonelist,
2229                         high_zoneidx, alloc_flags & ~ALLOC_NO_WATERMARKS,
2230                         preferred_zone, migratetype);
2231         if (page)
2232                 goto got_pg;
2233
2234         /* Allocate without watermarks if the context allows */
2235         if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {
2236                 /*
2237                  * Ignore mempolicies if ALLOC_NO_WATERMARKS on the grounds
2238                  * the allocation is high priority and these type of
2239                  * allocations are system rather than user orientated
2240                  */
2241                 zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);
2242
2243                 page = __alloc_pages_high_priority(gfp_mask, order,
2244                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2245                                 preferred_zone, migratetype);
2246                 if (page)
2247                         goto got_pg;
2248         }
2249
2250         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
2251         if (!wait)
2252                 goto nopage;
2253
2254         /* Avoid recursion of direct reclaim */
2255         if (current->flags & PF_MEMALLOC)
2256                 goto nopage;
2257
2258         /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
2259         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2260                 goto nopage;
2261
2262         /*
2263          * Try direct compaction. The first pass is asynchronous. Subsequent
2264          * attempts after direct reclaim are synchronous
2265          */
2266         page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2267                                         zonelist, high_zoneidx,
2268                                         nodemask,
2269                                         alloc_flags, preferred_zone,
2270                                         migratetype, sync_migration,
2271                                         &contended_compaction,
2272                                         &deferred_compaction,
2273                                         &did_some_progress);
2274         if (page)
2275                 goto got_pg;
2276         sync_migration = true;
2277
2278         /*
2279          * If compaction is deferred for high-order allocations, it is because
2280          * sync compaction recently failed. In this is the case and the caller
2281          * has requested the system not be heavily disrupted, fail the
2282          * allocation now instead of entering direct reclaim. If direct reclaim
2283          * is used, use it only once before bailing.
2284          */
2285         if ((contended_compaction || deferred_compaction) &&
2286                                                         (gfp_mask & __GFP_NO_KSWAPD))
2287                 goto nopage;
2288
2289         /* Try direct reclaim and then allocating */
2290         page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order,
2291                                         zonelist, high_zoneidx,
2292                                         nodemask,
2293                                         alloc_flags, preferred_zone,
2294                                         migratetype, &did_some_progress);
2295         if (page)
2296                 goto got_pg;
2297
2298         /*
2299          * If we failed to make any progress reclaiming, then we are
2300          * running out of options and have to consider going OOM
2301          */
2302         if (!did_some_progress) {
2303                 if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
2304                         if (oom_killer_disabled)
2305                                 goto nopage;
2306                         page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order,
2307                                         zonelist, high_zoneidx,
2308                                         nodemask, preferred_zone,
2309                                         migratetype);
2310                         if (page)
2311                                 goto got_pg;
2312
2313                         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2314                                 /*
2315                                  * The oom killer is not called for high-order
2316                                  * allocations that may fail, so if no progress
2317                                  * is being made, there are no other options and
2318                                  * retrying is unlikely to help.
2319                                  */
2320                                 if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2321                                         goto nopage;
2322                                 /*
2323                                  * The oom killer is not called for lowmem
2324                                  * allocations to prevent needlessly killing
2325                                  * innocent tasks.
2326                                  */
2327                                 if (high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
2328                                         goto nopage;
2329                         }
2330
2331                         goto restart;
2332                 }
2333         }
2334
2335         /* Check if we should retry the allocation */
2336         pages_reclaimed += did_some_progress;
2337         if (should_alloc_retry(gfp_mask, order, pages_reclaimed)) {
2338                 /* Wait for some write requests to complete then retry */
2339                 wait_iff_congested(preferred_zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
2340                 goto rebalance;
2341         } else {
2342                 /*
2343                  * High-order allocations do not necessarily loop after
2344                  * direct reclaim and reclaim/compaction depends on compaction
2345                  * being called after reclaim so call directly if necessary
2346                  */
2347                 page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
2348                                         zonelist, high_zoneidx,
2349                                         nodemask,
2350                                         alloc_flags, preferred_zone,
2351                                         migratetype, sync_migration,
2352                                         &contended_compaction,
2353                                         &deferred_compaction,
2354                                         &did_some_progress);
2355                 if (page)
2356                         goto got_pg;
2357         }
2358
2359 nopage:
2360         warn_alloc_failed(gfp_mask, order, NULL);
2361         return page;
2362 got_pg:
2363         if (kmemcheck_enabled)
2364                 kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
2365
2366         /*
2367          * page->pfmemalloc is set when the caller had PFMEMALLOC set or is
2368          * been OOM killed. The expectation is that the caller is taking
2369          * steps that will free more memory. The caller should avoid the
2370          * page being used for !PFMEMALLOC purposes.
2371          */
2372         page->pfmemalloc = !!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS);
2373
2374         return page;
2375 }
2376
2377 /*
2378  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
2379  */
2380 struct page *
2381 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
2382                         struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask)
2383 {
2384         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
2385         struct zone *preferred_zone;
2386         struct page *page = NULL;
2387         int migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask);
2388         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2389
2390         gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
2391
2392         lockdep_trace_alloc(gfp_mask);
2393
2394         might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_WAIT);
2395
2396         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
2397                 return NULL;
2398
2399         /*
2400          * Check the zones suitable for the gfp_mask contain at least one
2401          * valid zone. It's possible to have an empty zonelist as a result
2402          * of GFP_THISNODE and a memoryless node
2403          */
2404         if (unlikely(!zonelist->_zonerefs->zone))
2405                 return NULL;
2406
2407 retry_cpuset:
2408         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2409
2410         /* The preferred zone is used for statistics later */
2411         first_zones_zonelist(zonelist, high_zoneidx,
2412                                 nodemask ? : &cpuset_current_mems_allowed,
2413                                 &preferred_zone);
2414         if (!preferred_zone)
2415                 goto out;
2416
2417         /* First allocation attempt */
2418         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,
2419                         zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,
2420                         preferred_zone, migratetype);
2421         if (unlikely(!page))
2422                 page = __alloc_pages_slowpath(gfp_mask, order,
2423                                 zonelist, high_zoneidx, nodemask,
2424                                 preferred_zone, migratetype);
2425
2426         trace_mm_page_alloc(page, order, gfp_mask, migratetype);
2427
2428 out:
2429         /*
2430          * When updating a task's mems_allowed, it is possible to race with
2431          * parallel threads in such a way that an allocation can fail while
2432          * the mask is being updated. If a page allocation is about to fail,
2433          * check if the cpuset changed during allocation and if so, retry.
2434          */
2435         if (unlikely(!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
2436                 goto retry_cpuset;
2437
2438         return page;
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
2441
2442 /*
2443  * Common helper functions.
2444  */
2445 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
2446 {
2447         struct page *page;
2448
2449         /*
2450          * __get_free_pages() returns a 32-bit address, which cannot represent
2451          * a highmem page
2452          */
2453         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
2454
2455         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
2456         if (!page)
2457                 return 0;
2458         return (unsigned long) page_address(page);
2459 }
2460 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
2461
2462 unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
2463 {
2464         return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
2465 }
2466 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
2467
2468 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
2469 {
2470         int i = pagevec_count(pvec);
2471
2472         while (--i >= 0) {
2473                 trace_mm_pagevec_free(pvec->pages[i], pvec->cold);
2474                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
2475         }
2476 }
2477
2478 void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
2479 {
2480         if (put_page_testzero(page)) {
2481                 if (order == 0)
2482                         free_hot_cold_page(page, 0);
2483                 else
2484                         __free_pages_ok(page, order);
2485         }
2486 }
2487
2488 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
2489
2490 void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
2491 {
2492         if (addr != 0) {
2493                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
2494                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
2495         }
2496 }
2497
2498 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
2499
2500 static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned order, size_t size)
2501 {
2502         if (addr) {
2503                 unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
2504                 unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
2505
2506                 split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
2507                 while (used < alloc_end) {
2508                         free_page(used);
2509                         used += PAGE_SIZE;
2510                 }
2511         }
2512         return (void *)addr;
2513 }
2514
2515 /**
2516  * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
2517  * @size: the number of bytes to allocate
2518  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2519  *
2520  * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
2521  * minimum number of pages to satisfy the request.  alloc_pages() can only
2522  * allocate memory in power-of-two pages.
2523  *
2524  * This function is also limited by MAX_ORDER.
2525  *
2526  * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
2527  */
2528 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
2529 {
2530         unsigned int order = get_order(size);
2531         unsigned long addr;
2532
2533         addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
2534         return make_alloc_exact(addr, order, size);
2535 }
2536 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
2537
2538 /**
2539  * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
2540  *                         pages on a node.
2541  * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
2542  * @size: the number of bytes to allocate
2543  * @gfp_mask: GFP flags for the allocation
2544  *
2545  * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
2546  * back.
2547  * Note this is not alloc_pages_exact_node() which allocates on a specific node,
2548  * but is not exact.
2549  */
2550 void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
2551 {
2552         unsigned order = get_order(size);
2553         struct page *p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
2554         if (!p)
2555                 return NULL;
2556         return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
2557 }
2558 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact_nid);
2559
2560 /**
2561  * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
2562  * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
2563  * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
2564  *
2565  * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
2566  */
2567 void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
2568 {
2569         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
2570         unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
2571
2572         while (addr < end) {
2573                 free_page(addr);
2574                 addr += PAGE_SIZE;
2575         }
2576 }
2577 EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
2578
2579 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
2580 {
2581         struct zoneref *z;
2582         struct zone *zone;
2583
2584         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
2585         unsigned int sum = 0;
2586
2587         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
2588
2589         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
2590                 unsigned long size = zone->present_pages;
2591                 unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
2592                 if (size > high)
2593                         sum += size - high;
2594         }
2595
2596         return sum;
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
2601  */
2602 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
2603 {
2604         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
2605 }
2606 EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
2607
2608 /*
2609  * Amount of free RAM allocatable within all zones
2610  */
2611 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
2612 {
2613         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
2614 }
2615
2616 static inline void show_node(struct zone *zone)
2617 {
2618         if (NUMA_BUILD)
2619                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
2620 }
2621
2622 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
2623 {
2624         val->totalram = totalram_pages;
2625         val->sharedram = 0;
2626         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
2627         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
2628         val->totalhigh = totalhigh_pages;
2629         val->freehigh = nr_free_highpages();
2630         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2631 }
2632
2633 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
2634
2635 #ifdef CONFIG_NUMA
2636 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
2637 {
2638         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2639
2640         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
2641         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
2642 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2643         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
2644         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
2645                         NR_FREE_PAGES);
2646 #else
2647         val->totalhigh = 0;
2648         val->freehigh = 0;
2649 #endif
2650         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
2651 }
2652 #endif
2653
2654 /*
2655  * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
2656  * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
2657  */
2658 bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid)
2659 {
2660         bool ret = false;
2661         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2662
2663         if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
2664                 goto out;
2665
2666         do {
2667                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2668                 ret = !node_isset(nid, cpuset_current_mems_allowed);
2669         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2670 out:
2671         return ret;
2672 }
2673
2674 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
2675
2676 /*
2677  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
2678  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
2679  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
2680  * Suppresses nodes that are not allowed by current's cpuset if
2681  * SHOW_MEM_FILTER_NODES is passed.
2682  */
2683 void show_free_areas(unsigned int filter)
2684 {
2685         int cpu;
2686         struct zone *zone;
2687
2688         for_each_populated_zone(zone) {
2689                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2690                         continue;
2691                 show_node(zone);
2692                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
2693
2694                 for_each_online_cpu(cpu) {
2695                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2696
2697                         pageset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2698
2699                         printk("CPU %4d: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
2700                                cpu, pageset->pcp.high,
2701                                pageset->pcp.batch, pageset->pcp.count);
2702                 }
2703         }
2704
2705         printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
2706                 " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
2707                 " unevictable:%lu"
2708                 " dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
2709                 " free:%lu slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
2710                 " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
2711                 global_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
2712                 global_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
2713                 global_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
2714                 global_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
2715                 global_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
2716                 global_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
2717                 global_page_state(NR_UNEVICTABLE),
2718                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
2719                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
2720                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
2721                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
2722                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
2723                 global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
2724                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
2725                 global_page_state(NR_SHMEM),
2726                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
2727                 global_page_state(NR_BOUNCE));
2728
2729         for_each_populated_zone(zone) {
2730                 int i;
2731
2732                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2733                         continue;
2734                 show_node(zone);
2735                 printk("%s"
2736                         " free:%lukB"
2737                         " min:%lukB"
2738                         " low:%lukB"
2739                         " high:%lukB"
2740                         " active_anon:%lukB"
2741                         " inactive_anon:%lukB"
2742                         " active_file:%lukB"
2743                         " inactive_file:%lukB"
2744                         " unevictable:%lukB"
2745                         " isolated(anon):%lukB"
2746                         " isolated(file):%lukB"
2747                         " present:%lukB"
2748                         " mlocked:%lukB"
2749                         " dirty:%lukB"
2750                         " writeback:%lukB"
2751                         " mapped:%lukB"
2752                         " shmem:%lukB"
2753                         " slab_reclaimable:%lukB"
2754                         " slab_unreclaimable:%lukB"
2755                         " kernel_stack:%lukB"
2756                         " pagetables:%lukB"
2757                         " unstable:%lukB"
2758                         " bounce:%lukB"
2759                         " writeback_tmp:%lukB"
2760                         " pages_scanned:%lu"
2761                         " all_unreclaimable? %s"
2762                         "\n",
2763                         zone->name,
2764                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
2765                         K(min_wmark_pages(zone)),
2766                         K(low_wmark_pages(zone)),
2767                         K(high_wmark_pages(zone)),
2768                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON)),
2769                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON)),
2770                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE)),
2771                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE)),
2772                         K(zone_page_state(zone, NR_UNEVICTABLE)),
2773                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON)),
2774                         K(zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE)),
2775                         K(zone->present_pages),
2776                         K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
2777                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY)),
2778                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK)),
2779                         K(zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED)),
2780                         K(zone_page_state(zone, NR_SHMEM)),
2781                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE)),
2782                         K(zone_page_state(zone, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)),
2783                         zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK) *
2784                                 THREAD_SIZE / 1024,
2785                         K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
2786                         K(zone_page_state(zone, NR_UNSTABLE_NFS)),
2787                         K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
2788                         K(zone_page_state(zone, NR_WRITEBACK_TEMP)),
2789                         zone->pages_scanned,
2790                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
2791                         );
2792                 printk("lowmem_reserve[]:");
2793                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2794                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2795                 printk("\n");
2796         }
2797
2798         for_each_populated_zone(zone) {
2799                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
2800
2801                 if (skip_free_areas_node(filter, zone_to_nid(zone)))
2802                         continue;
2803                 show_node(zone);
2804                 printk("%s: ", zone->name);
2805
2806                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2807                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2808                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
2809                         total += nr[order] << order;
2810                 }
2811                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2812                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
2813                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
2814                 printk("= %lukB\n", K(total));
2815         }
2816
2817         printk("%ld total pagecache pages\n", global_page_state(NR_FILE_PAGES));
2818
2819         show_swap_cache_info();
2820 }
2821
2822 static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
2823 {
2824         zoneref->zone = zone;
2825         zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
2826 }
2827
2828 /*
2829  * Builds allocation fallback zone lists.
2830  *
2831  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
2832  */
2833 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
2834                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
2835 {
2836         struct zone *zone;
2837
2838         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
2839         zone_type++;
2840
2841         do {
2842                 zone_type--;
2843                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
2844                 if (populated_zone(zone)) {
2845                         zoneref_set_zone(zone,
2846                                 &zonelist->_zonerefs[nr_zones++]);
2847                         check_highest_zone(zone_type);
2848                 }
2849
2850         } while (zon