Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 : : /*
3 : : * linux/mm/page_alloc.c
4 : : *
5 : : * Manages the free list, the system allocates free pages here.
6 : : * Note that kmalloc() lives in slab.c
7 : : *
8 : : * Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994 Linus Torvalds
9 : : * Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
10 : : * Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
11 : : * Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
12 : : * Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
13 : : * Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
14 : : * Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
15 : : * (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
16 : : */
17 : :
18 : : #include <linux/stddef.h>
19 : : #include <linux/mm.h>
20 : : #include <linux/highmem.h>
21 : : #include <linux/swap.h>
22 : : #include <linux/interrupt.h>
23 : : #include <linux/pagemap.h>
24 : : #include <linux/jiffies.h>
25 : : #include <linux/memblock.h>
26 : : #include <linux/compiler.h>
27 : : #include <linux/kernel.h>
28 : : #include <linux/kasan.h>
29 : : #include <linux/module.h>
30 : : #include <linux/suspend.h>
31 : : #include <linux/pagevec.h>
32 : : #include <linux/blkdev.h>
33 : : #include <linux/slab.h>
34 : : #include <linux/ratelimit.h>
35 : : #include <linux/oom.h>
36 : : #include <linux/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/memremap.h>
46 : : #include <linux/stop_machine.h>
47 : : #include <linux/random.h>
48 : : #include <linux/sort.h>
49 : : #include <linux/pfn.h>
50 : : #include <linux/backing-dev.h>
51 : : #include <linux/fault-inject.h>
52 : : #include <linux/page-isolation.h>
53 : : #include <linux/debugobjects.h>
54 : : #include <linux/kmemleak.h>
55 : : #include <linux/compaction.h>
56 : : #include <trace/events/kmem.h>
57 : : #include <trace/events/oom.h>
58 : : #include <linux/prefetch.h>
59 : : #include <linux/mm_inline.h>
60 : : #include <linux/migrate.h>
61 : : #include <linux/hugetlb.h>
62 : : #include <linux/sched/rt.h>
63 : : #include <linux/sched/mm.h>
64 : : #include <linux/page_owner.h>
65 : : #include <linux/kthread.h>
66 : : #include <linux/memcontrol.h>
67 : : #include <linux/ftrace.h>
68 : : #include <linux/lockdep.h>
69 : : #include <linux/nmi.h>
70 : : #include <linux/psi.h>
71 : :
72 : : #include <asm/sections.h>
73 : : #include <asm/tlbflush.h>
74 : : #include <asm/div64.h>
75 : : #include "internal.h"
76 : : #include "shuffle.h"
77 : :
78 : : /* prevent >1 _updater_ of zone percpu pageset ->high and ->batch fields */
79 : : static DEFINE_MUTEX(pcp_batch_high_lock);
80 : : #define MIN_PERCPU_PAGELIST_FRACTION (8)
81 : :
82 : : #ifdef CONFIG_USE_PERCPU_NUMA_NODE_ID
83 : : DEFINE_PER_CPU(int, numa_node);
84 : : EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(numa_node);
85 : : #endif
86 : :
87 : : DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(vm_numa_stat_key);
88 : :
89 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
90 : : /*
91 : : * N.B., Do NOT reference the '_numa_mem_' per cpu variable directly.
92 : : * It will not be defined when CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES is not defined.
93 : : * Use the accessor functions set_numa_mem(), numa_mem_id() and cpu_to_mem()
94 : : * defined in <linux/topology.h>.
95 : : */
96 : : DEFINE_PER_CPU(int, _numa_mem_); /* Kernel "local memory" node */
97 : : EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(_numa_mem_);
98 : : int _node_numa_mem_[MAX_NUMNODES];
99 : : #endif
100 : :
101 : : /* work_structs for global per-cpu drains */
102 : : struct pcpu_drain {
103 : : struct zone *zone;
104 : : struct work_struct work;
105 : : };
106 : : DEFINE_MUTEX(pcpu_drain_mutex);
107 : : DEFINE_PER_CPU(struct pcpu_drain, pcpu_drain);
108 : :
109 : : #ifdef CONFIG_GCC_PLUGIN_LATENT_ENTROPY
110 : : volatile unsigned long latent_entropy __latent_entropy;
111 : : EXPORT_SYMBOL(latent_entropy);
112 : : #endif
113 : :
114 : : /*
115 : : * Array of node states.
116 : : */
117 : : nodemask_t node_states[NR_NODE_STATES] __read_mostly = {
118 : : [N_POSSIBLE] = NODE_MASK_ALL,
119 : : [N_ONLINE] = { { [0] = 1UL } },
120 : : #ifndef CONFIG_NUMA
121 : : [N_NORMAL_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
122 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
123 : : [N_HIGH_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
124 : : #endif
125 : : [N_MEMORY] = { { [0] = 1UL } },
126 : : [N_CPU] = { { [0] = 1UL } },
127 : : #endif /* NUMA */
128 : : };
129 : : EXPORT_SYMBOL(node_states);
130 : :
131 : : atomic_long_t _totalram_pages __read_mostly;
132 : : EXPORT_SYMBOL(_totalram_pages);
133 : : unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
134 : : unsigned long totalcma_pages __read_mostly;
135 : :
136 : : int percpu_pagelist_fraction;
137 : : gfp_t gfp_allowed_mask __read_mostly = GFP_BOOT_MASK;
138 : : #ifdef CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON
139 : : DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_alloc);
140 : : #else
141 : : DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
142 : : #endif
143 : : EXPORT_SYMBOL(init_on_alloc);
144 : :
145 : : #ifdef CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON
146 : : DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_free);
147 : : #else
148 : : DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
149 : : #endif
150 : : EXPORT_SYMBOL(init_on_free);
151 : :
152 : 0 : static int __init early_init_on_alloc(char *buf)
153 : : {
154 : : int ret;
155 : : bool bool_result;
156 : :
157 : 0 : if (!buf)
158 : : return -EINVAL;
159 : 0 : ret = kstrtobool(buf, &bool_result);
160 : : if (bool_result && page_poisoning_enabled())
161 : : pr_info("mem auto-init: CONFIG_PAGE_POISONING is on, will take precedence over init_on_alloc\n");
162 : 0 : if (bool_result)
163 : 0 : static_branch_enable(&init_on_alloc);
164 : : else
165 : 0 : static_branch_disable(&init_on_alloc);
166 : 0 : return ret;
167 : : }
168 : : early_param("init_on_alloc", early_init_on_alloc);
169 : :
170 : 0 : static int __init early_init_on_free(char *buf)
171 : : {
172 : : int ret;
173 : : bool bool_result;
174 : :
175 : 0 : if (!buf)
176 : : return -EINVAL;
177 : 0 : ret = kstrtobool(buf, &bool_result);
178 : : if (bool_result && page_poisoning_enabled())
179 : : pr_info("mem auto-init: CONFIG_PAGE_POISONING is on, will take precedence over init_on_free\n");
180 : 0 : if (bool_result)
181 : 0 : static_branch_enable(&init_on_free);
182 : : else
183 : 0 : static_branch_disable(&init_on_free);
184 : 0 : return ret;
185 : : }
186 : : early_param("init_on_free", early_init_on_free);
187 : :
188 : : /*
189 : : * A cached value of the page's pageblock's migratetype, used when the page is
190 : : * put on a pcplist. Used to avoid the pageblock migratetype lookup when
191 : : * freeing from pcplists in most cases, at the cost of possibly becoming stale.
192 : : * Also the migratetype set in the page does not necessarily match the pcplist
193 : : * index, e.g. page might have MIGRATE_CMA set but be on a pcplist with any
194 : : * other index - this ensures that it will be put on the correct CMA freelist.
195 : : */
196 : : static inline int get_pcppage_migratetype(struct page *page)
197 : : {
198 : 3 : return page->index;
199 : : }
200 : :
201 : 3 : static inline void set_pcppage_migratetype(struct page *page, int migratetype)
202 : : {
203 : 3 : page->index = migratetype;
204 : 3 : }
205 : :
206 : : #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
207 : : /*
208 : : * The following functions are used by the suspend/hibernate code to temporarily
209 : : * change gfp_allowed_mask in order to avoid using I/O during memory allocations
210 : : * while devices are suspended. To avoid races with the suspend/hibernate code,
211 : : * they should always be called with system_transition_mutex held
212 : : * (gfp_allowed_mask also should only be modified with system_transition_mutex
213 : : * held, unless the suspend/hibernate code is guaranteed not to run in parallel
214 : : * with that modification).
215 : : */
216 : :
217 : : static gfp_t saved_gfp_mask;
218 : :
219 : : void pm_restore_gfp_mask(void)
220 : : {
221 : : WARN_ON(!mutex_is_locked(&system_transition_mutex));
222 : : if (saved_gfp_mask) {
223 : : gfp_allowed_mask = saved_gfp_mask;
224 : : saved_gfp_mask = 0;
225 : : }
226 : : }
227 : :
228 : : void pm_restrict_gfp_mask(void)
229 : : {
230 : : WARN_ON(!mutex_is_locked(&system_transition_mutex));
231 : : WARN_ON(saved_gfp_mask);
232 : : saved_gfp_mask = gfp_allowed_mask;
233 : : gfp_allowed_mask &= ~(__GFP_IO | __GFP_FS);
234 : : }
235 : :
236 : : bool pm_suspended_storage(void)
237 : : {
238 : : if ((gfp_allowed_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
239 : : return false;
240 : : return true;
241 : : }
242 : : #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
243 : :
244 : : #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
245 : : unsigned int pageblock_order __read_mostly;
246 : : #endif
247 : :
248 : : static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
249 : :
250 : : /*
251 : : * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
252 : : * 1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
253 : : * 1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
254 : : * NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
255 : : * HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
256 : : * HIGHMEM allocation will leave (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
257 : : *
258 : : * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
259 : : * don't need any ZONE_NORMAL reservation
260 : : */
261 : : int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES] = {
262 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
263 : : [ZONE_DMA] = 256,
264 : : #endif
265 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
266 : : [ZONE_DMA32] = 256,
267 : : #endif
268 : : [ZONE_NORMAL] = 32,
269 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
270 : : [ZONE_HIGHMEM] = 0,
271 : : #endif
272 : : [ZONE_MOVABLE] = 0,
273 : : };
274 : :
275 : : static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
276 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
277 : : "DMA",
278 : : #endif
279 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
280 : : "DMA32",
281 : : #endif
282 : : "Normal",
283 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
284 : : "HighMem",
285 : : #endif
286 : : "Movable",
287 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
288 : : "Device",
289 : : #endif
290 : : };
291 : :
292 : : const char * const migratetype_names[MIGRATE_TYPES] = {
293 : : "Unmovable",
294 : : "Movable",
295 : : "Reclaimable",
296 : : "HighAtomic",
297 : : #ifdef CONFIG_CMA
298 : : "CMA",
299 : : #endif
300 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
301 : : "Isolate",
302 : : #endif
303 : : };
304 : :
305 : : compound_page_dtor * const compound_page_dtors[] = {
306 : : NULL,
307 : : free_compound_page,
308 : : #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
309 : : free_huge_page,
310 : : #endif
311 : : #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
312 : : free_transhuge_page,
313 : : #endif
314 : : };
315 : :
316 : : int min_free_kbytes = 1024;
317 : : int user_min_free_kbytes = -1;
318 : : #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
319 : : /*
320 : : * DiscontigMem defines memory ranges as separate pg_data_t even if the ranges
321 : : * are not on separate NUMA nodes. Functionally this works but with
322 : : * watermark_boost_factor, it can reclaim prematurely as the ranges can be
323 : : * quite small. By default, do not boost watermarks on discontigmem as in
324 : : * many cases very high-order allocations like THP are likely to be
325 : : * unsupported and the premature reclaim offsets the advantage of long-term
326 : : * fragmentation avoidance.
327 : : */
328 : : int watermark_boost_factor __read_mostly;
329 : : #else
330 : : int watermark_boost_factor __read_mostly = 15000;
331 : : #endif
332 : : int watermark_scale_factor = 10;
333 : :
334 : : static unsigned long nr_kernel_pages __initdata;
335 : : static unsigned long nr_all_pages __initdata;
336 : : static unsigned long dma_reserve __initdata;
337 : :
338 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
339 : : static unsigned long arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
340 : : static unsigned long arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
341 : : static unsigned long required_kernelcore __initdata;
342 : : static unsigned long required_kernelcore_percent __initdata;
343 : : static unsigned long required_movablecore __initdata;
344 : : static unsigned long required_movablecore_percent __initdata;
345 : : static unsigned long zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES] __initdata;
346 : : static bool mirrored_kernelcore __meminitdata;
347 : :
348 : : /* movable_zone is the "real" zone pages in ZONE_MOVABLE are taken from */
349 : : int movable_zone;
350 : : EXPORT_SYMBOL(movable_zone);
351 : : #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
352 : :
353 : : #if MAX_NUMNODES > 1
354 : : unsigned int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
355 : : unsigned int nr_online_nodes __read_mostly = 1;
356 : : EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
357 : : EXPORT_SYMBOL(nr_online_nodes);
358 : : #endif
359 : :
360 : : int page_group_by_mobility_disabled __read_mostly;
361 : :
362 : : #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
363 : : /*
364 : : * During boot we initialize deferred pages on-demand, as needed, but once
365 : : * page_alloc_init_late() has finished, the deferred pages are all initialized,
366 : : * and we can permanently disable that path.
367 : : */
368 : : static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(deferred_pages);
369 : :
370 : : /*
371 : : * Calling kasan_free_pages() only after deferred memory initialization
372 : : * has completed. Poisoning pages during deferred memory init will greatly
373 : : * lengthen the process and cause problem in large memory systems as the
374 : : * deferred pages initialization is done with interrupt disabled.
375 : : *
376 : : * Assuming that there will be no reference to those newly initialized
377 : : * pages before they are ever allocated, this should have no effect on
378 : : * KASAN memory tracking as the poison will be properly inserted at page
379 : : * allocation time. The only corner case is when pages are allocated by
380 : : * on-demand allocation and then freed again before the deferred pages
381 : : * initialization is done, but this is not likely to happen.
382 : : */
383 : : static inline void kasan_free_nondeferred_pages(struct page *page, int order)
384 : : {
385 : : if (!static_branch_unlikely(&deferred_pages))
386 : : kasan_free_pages(page, order);
387 : : }
388 : :
389 : : /* Returns true if the struct page for the pfn is uninitialised */
390 : : static inline bool __meminit early_page_uninitialised(unsigned long pfn)
391 : : {
392 : : int nid = early_pfn_to_nid(pfn);
393 : :
394 : : if (node_online(nid) && pfn >= NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn)
395 : : return true;
396 : :
397 : : return false;
398 : : }
399 : :
400 : : /*
401 : : * Returns true when the remaining initialisation should be deferred until
402 : : * later in the boot cycle when it can be parallelised.
403 : : */
404 : : static bool __meminit
405 : : defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
406 : : {
407 : : static unsigned long prev_end_pfn, nr_initialised;
408 : :
409 : : /*
410 : : * prev_end_pfn static that contains the end of previous zone
411 : : * No need to protect because called very early in boot before smp_init.
412 : : */
413 : : if (prev_end_pfn != end_pfn) {
414 : : prev_end_pfn = end_pfn;
415 : : nr_initialised = 0;
416 : : }
417 : :
418 : : /* Always populate low zones for address-constrained allocations */
419 : : if (end_pfn < pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid)))
420 : : return false;
421 : :
422 : : /*
423 : : * We start only with one section of pages, more pages are added as
424 : : * needed until the rest of deferred pages are initialized.
425 : : */
426 : : nr_initialised++;
427 : : if ((nr_initialised > PAGES_PER_SECTION) &&
428 : : (pfn & (PAGES_PER_SECTION - 1)) == 0) {
429 : : NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn = pfn;
430 : : return true;
431 : : }
432 : : return false;
433 : : }
434 : : #else
435 : : #define kasan_free_nondeferred_pages(p, o) kasan_free_pages(p, o)
436 : :
437 : : static inline bool early_page_uninitialised(unsigned long pfn)
438 : : {
439 : : return false;
440 : : }
441 : :
442 : : static inline bool defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
443 : : {
444 : : return false;
445 : : }
446 : : #endif
447 : :
448 : : /* Return a pointer to the bitmap storing bits affecting a block of pages */
449 : 3 : static inline unsigned long *get_pageblock_bitmap(struct page *page,
450 : : unsigned long pfn)
451 : : {
452 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
453 : : return section_to_usemap(__pfn_to_section(pfn));
454 : : #else
455 : 3 : return page_zone(page)->pageblock_flags;
456 : : #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
457 : : }
458 : :
459 : 3 : static inline int pfn_to_bitidx(struct page *page, unsigned long pfn)
460 : : {
461 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
462 : : pfn &= (PAGES_PER_SECTION-1);
463 : : return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
464 : : #else
465 : 3 : pfn = pfn - round_down(page_zone(page)->zone_start_pfn, pageblock_nr_pages);
466 : 3 : return (pfn >> pageblock_order) * NR_PAGEBLOCK_BITS;
467 : : #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
468 : : }
469 : :
470 : : /**
471 : : * get_pfnblock_flags_mask - Return the requested group of flags for the pageblock_nr_pages block of pages
472 : : * @page: The page within the block of interest
473 : : * @pfn: The target page frame number
474 : : * @end_bitidx: The last bit of interest to retrieve
475 : : * @mask: mask of bits that the caller is interested in
476 : : *
477 : : * Return: pageblock_bits flags
478 : : */
479 : : static __always_inline unsigned long __get_pfnblock_flags_mask(struct page *page,
480 : : unsigned long pfn,
481 : : unsigned long end_bitidx,
482 : : unsigned long mask)
483 : : {
484 : : unsigned long *bitmap;
485 : : unsigned long bitidx, word_bitidx;
486 : : unsigned long word;
487 : :
488 : 3 : bitmap = get_pageblock_bitmap(page, pfn);
489 : 3 : bitidx = pfn_to_bitidx(page, pfn);
490 : 3 : word_bitidx = bitidx / BITS_PER_LONG;
491 : 3 : bitidx &= (BITS_PER_LONG-1);
492 : :
493 : 3 : word = bitmap[word_bitidx];
494 : 3 : bitidx += end_bitidx;
495 : 3 : return (word >> (BITS_PER_LONG - bitidx - 1)) & mask;
496 : : }
497 : :
498 : 3 : unsigned long get_pfnblock_flags_mask(struct page *page, unsigned long pfn,
499 : : unsigned long end_bitidx,
500 : : unsigned long mask)
501 : : {
502 : 3 : return __get_pfnblock_flags_mask(page, pfn, end_bitidx, mask);
503 : : }
504 : :
505 : : static __always_inline int get_pfnblock_migratetype(struct page *page, unsigned long pfn)
506 : : {
507 : 3 : return __get_pfnblock_flags_mask(page, pfn, PB_migrate_end, MIGRATETYPE_MASK);
508 : : }
509 : :
510 : : /**
511 : : * set_pfnblock_flags_mask - Set the requested group of flags for a pageblock_nr_pages block of pages
512 : : * @page: The page within the block of interest
513 : : * @flags: The flags to set
514 : : * @pfn: The target page frame number
515 : : * @end_bitidx: The last bit of interest
516 : : * @mask: mask of bits that the caller is interested in
517 : : */
518 : 3 : void set_pfnblock_flags_mask(struct page *page, unsigned long flags,
519 : : unsigned long pfn,
520 : : unsigned long end_bitidx,
521 : : unsigned long mask)
522 : : {
523 : : unsigned long *bitmap;
524 : : unsigned long bitidx, word_bitidx;
525 : : unsigned long old_word, word;
526 : :
527 : : BUILD_BUG_ON(NR_PAGEBLOCK_BITS != 4);
528 : : BUILD_BUG_ON(MIGRATE_TYPES > (1 << PB_migratetype_bits));
529 : :
530 : : bitmap = get_pageblock_bitmap(page, pfn);
531 : : bitidx = pfn_to_bitidx(page, pfn);
532 : 3 : word_bitidx = bitidx / BITS_PER_LONG;
533 : 3 : bitidx &= (BITS_PER_LONG-1);
534 : :
535 : : VM_BUG_ON_PAGE(!zone_spans_pfn(page_zone(page), pfn), page);
536 : :
537 : 3 : bitidx += end_bitidx;
538 : 3 : mask <<= (BITS_PER_LONG - bitidx - 1);
539 : 3 : flags <<= (BITS_PER_LONG - bitidx - 1);
540 : :
541 : 3 : word = READ_ONCE(bitmap[word_bitidx]);
542 : : for (;;) {
543 : 3 : old_word = cmpxchg(&bitmap[word_bitidx], word, (word & ~mask) | flags);
544 : 3 : if (word == old_word)
545 : : break;
546 : : word = old_word;
547 : : }
548 : 3 : }
549 : :
550 : 3 : void set_pageblock_migratetype(struct page *page, int migratetype)
551 : : {
552 : 3 : if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled &&
553 : : migratetype < MIGRATE_PCPTYPES))
554 : : migratetype = MIGRATE_UNMOVABLE;
555 : :
556 : 3 : set_pageblock_flags_group(page, (unsigned long)migratetype,
557 : : PB_migrate, PB_migrate_end);
558 : 3 : }
559 : :
560 : : #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
561 : : static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
562 : : {
563 : : int ret = 0;
564 : : unsigned seq;
565 : : unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
566 : : unsigned long sp, start_pfn;
567 : :
568 : : do {
569 : : seq = zone_span_seqbegin(zone);
570 : : start_pfn = zone->zone_start_pfn;
571 : : sp = zone->spanned_pages;
572 : : if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
573 : : ret = 1;
574 : : } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
575 : :
576 : : if (ret)
577 : : pr_err("page 0x%lx outside node %d zone %s [ 0x%lx - 0x%lx ]\n",
578 : : pfn, zone_to_nid(zone), zone->name,
579 : : start_pfn, start_pfn + sp);
580 : :
581 : : return ret;
582 : : }
583 : :
584 : : static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
585 : : {
586 : : if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
587 : : return 0;
588 : : if (zone != page_zone(page))
589 : : return 0;
590 : :
591 : : return 1;
592 : : }
593 : : /*
594 : : * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
595 : : */
596 : : static int __maybe_unused bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
597 : : {
598 : : if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
599 : : return 1;
600 : : if (!page_is_consistent(zone, page))
601 : : return 1;
602 : :
603 : : return 0;
604 : : }
605 : : #else
606 : : static inline int __maybe_unused bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
607 : : {
608 : : return 0;
609 : : }
610 : : #endif
611 : :
612 : 0 : static void bad_page(struct page *page, const char *reason,
613 : : unsigned long bad_flags)
614 : : {
615 : : static unsigned long resume;
616 : : static unsigned long nr_shown;
617 : : static unsigned long nr_unshown;
618 : :
619 : : /*
620 : : * Allow a burst of 60 reports, then keep quiet for that minute;
621 : : * or allow a steady drip of one report per second.
622 : : */
623 : 0 : if (nr_shown == 60) {
624 : 0 : if (time_before(jiffies, resume)) {
625 : 0 : nr_unshown++;
626 : 0 : goto out;
627 : : }
628 : 0 : if (nr_unshown) {
629 : 0 : pr_alert(
630 : : "BUG: Bad page state: %lu messages suppressed\n",
631 : : nr_unshown);
632 : 0 : nr_unshown = 0;
633 : : }
634 : 0 : nr_shown = 0;
635 : : }
636 : 0 : if (nr_shown++ == 0)
637 : 0 : resume = jiffies + 60 * HZ;
638 : :
639 : 0 : pr_alert("BUG: Bad page state in process %s pfn:%05lx\n",
640 : : current->comm, page_to_pfn(page));
641 : 0 : __dump_page(page, reason);
642 : 0 : bad_flags &= page->flags;
643 : 0 : if (bad_flags)
644 : 0 : pr_alert("bad because of flags: %#lx(%pGp)\n",
645 : : bad_flags, &bad_flags);
646 : : dump_page_owner(page);
647 : :
648 : 0 : print_modules();
649 : 0 : dump_stack();
650 : : out:
651 : : /* Leave bad fields for debug, except PageBuddy could make trouble */
652 : : page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
653 : 0 : add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
654 : 0 : }
655 : :
656 : : /*
657 : : * Higher-order pages are called "compound pages". They are structured thusly:
658 : : *
659 : : * The first PAGE_SIZE page is called the "head page" and have PG_head set.
660 : : *
661 : : * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages". PageTail() is encoded
662 : : * in bit 0 of page->compound_head. The rest of bits is pointer to head page.
663 : : *
664 : : * The first tail page's ->compound_dtor holds the offset in array of compound
665 : : * page destructors. See compound_page_dtors.
666 : : *
667 : : * The first tail page's ->compound_order holds the order of allocation.
668 : : * This usage means that zero-order pages may not be compound.
669 : : */
670 : :
671 : 3 : void free_compound_page(struct page *page)
672 : : {
673 : 3 : mem_cgroup_uncharge(page);
674 : 3 : __free_pages_ok(page, compound_order(page));
675 : 3 : }
676 : :
677 : 3 : void prep_compound_page(struct page *page, unsigned int order)
678 : : {
679 : : int i;
680 : 3 : int nr_pages = 1 << order;
681 : :
682 : : set_compound_page_dtor(page, COMPOUND_PAGE_DTOR);
683 : : set_compound_order(page, order);
684 : : __SetPageHead(page);
685 : 3 : for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
686 : 3 : struct page *p = page + i;
687 : : set_page_count(p, 0);
688 : 3 : p->mapping = TAIL_MAPPING;
689 : : set_compound_head(p, page);
690 : : }
691 : : atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), -1);
692 : 3 : }
693 : :
694 : : #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
695 : : unsigned int _debug_guardpage_minorder;
696 : :
697 : : bool _debug_pagealloc_enabled_early __read_mostly
698 : : = IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC_ENABLE_DEFAULT);
699 : : EXPORT_SYMBOL(_debug_pagealloc_enabled_early);
700 : : DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
701 : : EXPORT_SYMBOL(_debug_pagealloc_enabled);
702 : :
703 : : DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
704 : :
705 : : static int __init early_debug_pagealloc(char *buf)
706 : : {
707 : : return kstrtobool(buf, &_debug_pagealloc_enabled_early);
708 : : }
709 : : early_param("debug_pagealloc", early_debug_pagealloc);
710 : :
711 : : void init_debug_pagealloc(void)
712 : : {
713 : : if (!debug_pagealloc_enabled())
714 : : return;
715 : :
716 : : static_branch_enable(&_debug_pagealloc_enabled);
717 : :
718 : : if (!debug_guardpage_minorder())
719 : : return;
720 : :
721 : : static_branch_enable(&_debug_guardpage_enabled);
722 : : }
723 : :
724 : : static int __init debug_guardpage_minorder_setup(char *buf)
725 : : {
726 : : unsigned long res;
727 : :
728 : : if (kstrtoul(buf, 10, &res) < 0 || res > MAX_ORDER / 2) {
729 : : pr_err("Bad debug_guardpage_minorder value\n");
730 : : return 0;
731 : : }
732 : : _debug_guardpage_minorder = res;
733 : : pr_info("Setting debug_guardpage_minorder to %lu\n", res);
734 : : return 0;
735 : : }
736 : : early_param("debug_guardpage_minorder", debug_guardpage_minorder_setup);
737 : :
738 : : static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
739 : : unsigned int order, int migratetype)
740 : : {
741 : : if (!debug_guardpage_enabled())
742 : : return false;
743 : :
744 : : if (order >= debug_guardpage_minorder())
745 : : return false;
746 : :
747 : : __SetPageGuard(page);
748 : : INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
749 : : set_page_private(page, order);
750 : : /* Guard pages are not available for any usage */
751 : : __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order), migratetype);
752 : :
753 : : return true;
754 : : }
755 : :
756 : : static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
757 : : unsigned int order, int migratetype)
758 : : {
759 : : if (!debug_guardpage_enabled())
760 : : return;
761 : :
762 : : __ClearPageGuard(page);
763 : :
764 : : set_page_private(page, 0);
765 : : if (!is_migrate_isolate(migratetype))
766 : : __mod_zone_freepage_state(zone, (1 << order), migratetype);
767 : : }
768 : : #else
769 : : static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
770 : : unsigned int order, int migratetype) { return false; }
771 : : static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
772 : : unsigned int order, int migratetype) {}
773 : : #endif
774 : :
775 : : static inline void set_page_order(struct page *page, unsigned int order)
776 : : {
777 : 3 : set_page_private(page, order);
778 : : __SetPageBuddy(page);
779 : : }
780 : :
781 : : /*
782 : : * This function checks whether a page is free && is the buddy
783 : : * we can coalesce a page and its buddy if
784 : : * (a) the buddy is not in a hole (check before calling!) &&
785 : : * (b) the buddy is in the buddy system &&
786 : : * (c) a page and its buddy have the same order &&
787 : : * (d) a page and its buddy are in the same zone.
788 : : *
789 : : * For recording whether a page is in the buddy system, we set PageBuddy.
790 : : * Setting, clearing, and testing PageBuddy is serialized by zone->lock.
791 : : *
792 : : * For recording page's order, we use page_private(page).
793 : : */
794 : : static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
795 : : unsigned int order)
796 : : {
797 : : if (page_is_guard(buddy) && page_order(buddy) == order) {
798 : : if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
799 : : return 0;
800 : :
801 : : VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
802 : :
803 : : return 1;
804 : : }
805 : :
806 : 3 : if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
807 : : /*
808 : : * zone check is done late to avoid uselessly
809 : : * calculating zone/node ids for pages that could
810 : : * never merge.
811 : : */
812 : 3 : if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
813 : : return 0;
814 : :
815 : : VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
816 : :
817 : : return 1;
818 : : }
819 : : return 0;
820 : : }
821 : :
822 : : #ifdef CONFIG_COMPACTION
823 : 3 : static inline struct capture_control *task_capc(struct zone *zone)
824 : : {
825 : 3 : struct capture_control *capc = current->capture_control;
826 : :
827 : 3 : return capc &&
828 : 0 : !(current->flags & PF_KTHREAD) &&
829 : 0 : !capc->page &&
830 : 0 : capc->cc->zone == zone &&
831 : 3 : capc->cc->direct_compaction ? capc : NULL;
832 : : }
833 : :
834 : : static inline bool
835 : : compaction_capture(struct capture_control *capc, struct page *page,
836 : : int order, int migratetype)
837 : : {
838 : 3 : if (!capc || order != capc->cc->order)
839 : : return false;
840 : :
841 : : /* Do not accidentally pollute CMA or isolated regions*/
842 : 0 : if (is_migrate_cma(migratetype) ||
843 : : is_migrate_isolate(migratetype))
844 : : return false;
845 : :
846 : : /*
847 : : * Do not let lower order allocations polluate a movable pageblock.
848 : : * This might let an unmovable request use a reclaimable pageblock
849 : : * and vice-versa but no more than normal fallback logic which can
850 : : * have trouble finding a high-order free page.
851 : : */
852 : 0 : if (order < pageblock_order && migratetype == MIGRATE_MOVABLE)
853 : : return false;
854 : :
855 : 0 : capc->page = page;
856 : : return true;
857 : : }
858 : :
859 : : #else
860 : : static inline struct capture_control *task_capc(struct zone *zone)
861 : : {
862 : : return NULL;
863 : : }
864 : :
865 : : static inline bool
866 : : compaction_capture(struct capture_control *capc, struct page *page,
867 : : int order, int migratetype)
868 : : {
869 : : return false;
870 : : }
871 : : #endif /* CONFIG_COMPACTION */
872 : :
873 : : /*
874 : : * Freeing function for a buddy system allocator.
875 : : *
876 : : * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
877 : : * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
878 : : * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
879 : : * units of memory (here, pages), and each level above it describes
880 : : * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
881 : : * At a high level, all that happens here is marking the table entry
882 : : * at the bottom level available, and propagating the changes upward
883 : : * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
884 : : * parts of the VM system.
885 : : * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
886 : : * free pages of length of (1 << order) and marked with PageBuddy.
887 : : * Page's order is recorded in page_private(page) field.
888 : : * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
889 : : * other. That is, if we allocate a small block, and both were
890 : : * free, the remainder of the region must be split into blocks.
891 : : * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
892 : : * triggers coalescing into a block of larger size.
893 : : *
894 : : * -- nyc
895 : : */
896 : :
897 : 3 : static inline void __free_one_page(struct page *page,
898 : : unsigned long pfn,
899 : : struct zone *zone, unsigned int order,
900 : : int migratetype)
901 : : {
902 : : unsigned long combined_pfn;
903 : : unsigned long uninitialized_var(buddy_pfn);
904 : : struct page *buddy;
905 : : unsigned int max_order;
906 : 3 : struct capture_control *capc = task_capc(zone);
907 : :
908 : : max_order = min_t(unsigned int, MAX_ORDER, pageblock_order + 1);
909 : :
910 : : VM_BUG_ON(!zone_is_initialized(zone));
911 : : VM_BUG_ON_PAGE(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP, page);
912 : :
913 : : VM_BUG_ON(migratetype == -1);
914 : 3 : if (likely(!is_migrate_isolate(migratetype)))
915 : 3 : __mod_zone_freepage_state(zone, 1 << order, migratetype);
916 : :
917 : : VM_BUG_ON_PAGE(pfn & ((1 << order) - 1), page);
918 : : VM_BUG_ON_PAGE(bad_range(zone, page), page);
919 : :
920 : : continue_merging:
921 : 3 : while (order < max_order - 1) {
922 : 3 : if (compaction_capture(capc, page, order, migratetype)) {
923 : 0 : __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
924 : : migratetype);
925 : 0 : return;
926 : : }
927 : : buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, order);
928 : 3 : buddy = page + (buddy_pfn - pfn);
929 : :
930 : : if (!pfn_valid_within(buddy_pfn))
931 : : goto done_merging;
932 : 3 : if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
933 : : goto done_merging;
934 : : /*
935 : : * Our buddy is free or it is CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC guard page,
936 : : * merge with it and move up one order.
937 : : */
938 : : if (page_is_guard(buddy))
939 : : clear_page_guard(zone, buddy, order, migratetype);
940 : : else
941 : : del_page_from_free_area(buddy, &zone->free_area[order]);
942 : 3 : combined_pfn = buddy_pfn & pfn;
943 : 3 : page = page + (combined_pfn - pfn);
944 : : pfn = combined_pfn;
945 : 3 : order++;
946 : : }
947 : : if (max_order < MAX_ORDER) {
948 : : /* If we are here, it means order is >= pageblock_order.
949 : : * We want to prevent merge between freepages on isolate
950 : : * pageblock and normal pageblock. Without this, pageblock
951 : : * isolation could cause incorrect freepage or CMA accounting.
952 : : *
953 : : * We don't want to hit this code for the more frequent
954 : : * low-order merging.
955 : : */
956 : : if (unlikely(has_isolate_pageblock(zone))) {
957 : : int buddy_mt;
958 : :
959 : : buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, order);
960 : : buddy = page + (buddy_pfn - pfn);
961 : : buddy_mt = get_pageblock_migratetype(buddy);
962 : :
963 : : if (migratetype != buddy_mt
964 : : && (is_migrate_isolate(migratetype) ||
965 : : is_migrate_isolate(buddy_mt)))
966 : : goto done_merging;
967 : : }
968 : : max_order++;
969 : : goto continue_merging;
970 : : }
971 : :
972 : : done_merging:
973 : : set_page_order(page, order);
974 : :
975 : : /*
976 : : * If this is not the largest possible page, check if the buddy
977 : : * of the next-highest order is free. If it is, it's possible
978 : : * that pages are being freed that will coalesce soon. In case,
979 : : * that is happening, add the free page to the tail of the list
980 : : * so it's less likely to be used soon and more likely to be merged
981 : : * as a higher order page
982 : : */
983 : 3 : if ((order < MAX_ORDER-2) && pfn_valid_within(buddy_pfn)
984 : : && !is_shuffle_order(order)) {
985 : : struct page *higher_page, *higher_buddy;
986 : 3 : combined_pfn = buddy_pfn & pfn;
987 : 3 : higher_page = page + (combined_pfn - pfn);
988 : 3 : buddy_pfn = __find_buddy_pfn(combined_pfn, order + 1);
989 : 3 : higher_buddy = higher_page + (buddy_pfn - combined_pfn);
990 : 3 : if (pfn_valid_within(buddy_pfn) &&
991 : : page_is_buddy(higher_page, higher_buddy, order + 1)) {
992 : : add_to_free_area_tail(page, &zone->free_area[order],
993 : : migratetype);
994 : : return;
995 : : }
996 : : }
997 : :
998 : : if (is_shuffle_order(order))
999 : : add_to_free_area_random(page, &zone->free_area[order],
1000 : : migratetype);
1001 : : else
1002 : : add_to_free_area(page, &zone->free_area[order], migratetype);
1003 : :
1004 : : }
1005 : :
1006 : : /*
1007 : : * A bad page could be due to a number of fields. Instead of multiple branches,
1008 : : * try and check multiple fields with one check. The caller must do a detailed
1009 : : * check if necessary.
1010 : : */
1011 : : static inline bool page_expected_state(struct page *page,
1012 : : unsigned long check_flags)
1013 : : {
1014 : 3 : if (unlikely(atomic_read(&page->_mapcount) != -1))
1015 : : return false;
1016 : :
1017 : 3 : if (unlikely((unsigned long)page->mapping |
1018 : : page_ref_count(page) |
1019 : : #ifdef CONFIG_MEMCG
1020 : : (unsigned long)page->mem_cgroup |
1021 : : #endif
1022 : : (page->flags & check_flags)))
1023 : : return false;
1024 : :
1025 : : return true;
1026 : : }
1027 : :
1028 : 0 : static void free_pages_check_bad(struct page *page)
1029 : : {
1030 : : const char *bad_reason;
1031 : : unsigned long bad_flags;
1032 : :
1033 : : bad_reason = NULL;
1034 : : bad_flags = 0;
1035 : :
1036 : 0 : if (unlikely(atomic_read(&page->_mapcount) != -1))
1037 : : bad_reason = "nonzero mapcount";
1038 : 0 : if (unlikely(page->mapping != NULL))
1039 : : bad_reason = "non-NULL mapping";
1040 : 0 : if (unlikely(page_ref_count(page) != 0))
1041 : : bad_reason = "nonzero _refcount";
1042 : 0 : if (unlikely(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)) {
1043 : : bad_reason = "PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE flag(s) set";
1044 : : bad_flags = PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE;
1045 : : }
1046 : : #ifdef CONFIG_MEMCG
1047 : 0 : if (unlikely(page->mem_cgroup))
1048 : : bad_reason = "page still charged to cgroup";
1049 : : #endif
1050 : 0 : bad_page(page, bad_reason, bad_flags);
1051 : 0 : }
1052 : :
1053 : 3 : static inline int free_pages_check(struct page *page)
1054 : : {
1055 : 3 : if (likely(page_expected_state(page, PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE)))
1056 : : return 0;
1057 : :
1058 : : /* Something has gone sideways, find it */
1059 : 0 : free_pages_check_bad(page);
1060 : 0 : return 1;
1061 : : }
1062 : :
1063 : 3 : static int free_tail_pages_check(struct page *head_page, struct page *page)
1064 : : {
1065 : : int ret = 1;
1066 : :
1067 : : /*
1068 : : * We rely page->lru.next never has bit 0 set, unless the page
1069 : : * is PageTail(). Let's make sure that's true even for poisoned ->lru.
1070 : : */
1071 : : BUILD_BUG_ON((unsigned long)LIST_POISON1 & 1);
1072 : :
1073 : : if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
1074 : : ret = 0;
1075 : : goto out;
1076 : : }
1077 : : switch (page - head_page) {
1078 : : case 1:
1079 : : /* the first tail page: ->mapping may be compound_mapcount() */
1080 : : if (unlikely(compound_mapcount(page))) {
1081 : : bad_page(page, "nonzero compound_mapcount", 0);
1082 : : goto out;
1083 : : }
1084 : : break;
1085 : : case 2:
1086 : : /*
1087 : : * the second tail page: ->mapping is
1088 : : * deferred_list.next -- ignore value.
1089 : : */
1090 : : break;
1091 : : default:
1092 : : if (page->mapping != TAIL_MAPPING) {
1093 : : bad_page(page, "corrupted mapping in tail page", 0);
1094 : : goto out;
1095 : : }
1096 : : break;
1097 : : }
1098 : : if (unlikely(!PageTail(page))) {
1099 : : bad_page(page, "PageTail not set", 0);
1100 : : goto out;
1101 : : }
1102 : : if (unlikely(compound_head(page) != head_page)) {
1103 : : bad_page(page, "compound_head not consistent", 0);
1104 : : goto out;
1105 : : }
1106 : : ret = 0;
1107 : : out:
1108 : 3 : page->mapping = NULL;
1109 : : clear_compound_head(page);
1110 : 3 : return ret;
1111 : : }
1112 : :
1113 : 0 : static void kernel_init_free_pages(struct page *page, int numpages)
1114 : : {
1115 : : int i;
1116 : :
1117 : 3 : for (i = 0; i < numpages; i++)
1118 : 3 : clear_highpage(page + i);
1119 : 0 : }
1120 : :
1121 : : static __always_inline bool free_pages_prepare(struct page *page,
1122 : : unsigned int order, bool check_free)
1123 : : {
1124 : : int bad = 0;
1125 : :
1126 : : VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
1127 : :
1128 : 3 : trace_mm_page_free(page, order);
1129 : :
1130 : : /*
1131 : : * Check tail pages before head page information is cleared to
1132 : : * avoid checking PageCompound for order-0 pages.
1133 : : */
1134 : 3 : if (unlikely(order)) {
1135 : : bool compound = PageCompound(page);
1136 : : int i;
1137 : :
1138 : : VM_BUG_ON_PAGE(compound && compound_order(page) != order, page);
1139 : :
1140 : : if (compound)
1141 : : ClearPageDoubleMap(page);
1142 : 3 : for (i = 1; i < (1 << order); i++) {
1143 : 3 : if (compound)
1144 : 3 : bad += free_tail_pages_check(page, page + i);
1145 : 3 : if (unlikely(free_pages_check(page + i))) {
1146 : 3 : bad++;
1147 : 3 : continue;
1148 : : }
1149 : 3 : (page + i)->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
1150 : : }
1151 : : }
1152 : 3 : if (PageMappingFlags(page))
1153 : 3 : page->mapping = NULL;
1154 : 3 : if (memcg_kmem_enabled() && PageKmemcg(page))
1155 : 0 : __memcg_kmem_uncharge(page, order);
1156 : : if (check_free)
1157 : 3 : bad += free_pages_check(page);
1158 : 3 : if (bad)
1159 : : return false;
1160 : :
1161 : : page_cpupid_reset_last(page);
1162 : 3 : page->flags &= ~PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
1163 : : reset_page_owner(page, order);
1164 : :
1165 : : if (!PageHighMem(page)) {
1166 : : debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1167 : : PAGE_SIZE << order);
1168 : : debug_check_no_obj_freed(page_address(page),
1169 : : PAGE_SIZE << order);
1170 : : }
1171 : 3 : if (want_init_on_free())
1172 : 0 : kernel_init_free_pages(page, 1 << order);
1173 : :
1174 : : kernel_poison_pages(page, 1 << order, 0);
1175 : : /*
1176 : : * arch_free_page() can make the page's contents inaccessible. s390
1177 : : * does this. So nothing which can access the page's contents should
1178 : : * happen after this.
1179 : : */
1180 : : arch_free_page(page, order);
1181 : :
1182 : : if (debug_pagealloc_enabled_static())
1183 : : kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
1184 : :
1185 : : kasan_free_nondeferred_pages(page, order);
1186 : :
1187 : : return true;
1188 : : }
1189 : :
1190 : : #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1191 : : /*
1192 : : * With DEBUG_VM enabled, order-0 pages are checked immediately when being freed
1193 : : * to pcp lists. With debug_pagealloc also enabled, they are also rechecked when
1194 : : * moved from pcp lists to free lists.
1195 : : */
1196 : : static bool free_pcp_prepare(struct page *page)
1197 : : {
1198 : : return free_pages_prepare(page, 0, true);
1199 : : }
1200 : :
1201 : : static bool bulkfree_pcp_prepare(struct page *page)
1202 : : {
1203 : : if (debug_pagealloc_enabled_static())
1204 : : return free_pages_check(page);
1205 : : else
1206 : : return false;
1207 : : }
1208 : : #else
1209 : : /*
1210 : : * With DEBUG_VM disabled, order-0 pages being freed are checked only when
1211 : : * moving from pcp lists to free list in order to reduce overhead. With
1212 : : * debug_pagealloc enabled, they are checked also immediately when being freed
1213 : : * to the pcp lists.
1214 : : */
1215 : 3 : static bool free_pcp_prepare(struct page *page)
1216 : : {
1217 : : if (debug_pagealloc_enabled_static())
1218 : : return free_pages_prepare(page, 0, true);
1219 : : else
1220 : : return free_pages_prepare(page, 0, false);
1221 : : }
1222 : :
1223 : : static bool bulkfree_pcp_prepare(struct page *page)
1224 : : {
1225 : 3 : return free_pages_check(page);
1226 : : }
1227 : : #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
1228 : :
1229 : : static inline void prefetch_buddy(struct page *page)
1230 : : {
1231 : 3 : unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1232 : : unsigned long buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, 0);
1233 : 3 : struct page *buddy = page + (buddy_pfn - pfn);
1234 : :
1235 : : prefetch(buddy);
1236 : : }
1237 : :
1238 : : /*
1239 : : * Frees a number of pages from the PCP lists
1240 : : * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
1241 : : * count is the number of pages to free.
1242 : : *
1243 : : * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
1244 : : * see if this freeing clears that state.
1245 : : *
1246 : : * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
1247 : : * pinned" detection logic.
1248 : : */
1249 : 3 : static void free_pcppages_bulk(struct zone *zone, int count,
1250 : : struct per_cpu_pages *pcp)
1251 : : {
1252 : : int migratetype = 0;
1253 : : int batch_free = 0;
1254 : : int prefetch_nr = 0;
1255 : : bool isolated_pageblocks;
1256 : : struct page *page, *tmp;
1257 : 3 : LIST_HEAD(head);
1258 : :
1259 : : /*
1260 : : * Ensure proper count is passed which otherwise would stuck in the
1261 : : * below while (list_empty(list)) loop.
1262 : : */
1263 : 3 : count = min(pcp->count, count);
1264 : 3 : while (count) {
1265 : : struct list_head *list;
1266 : :
1267 : : /*
1268 : : * Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
1269 : : * batch_free count is maintained that is incremented when an
1270 : : * empty list is encountered. This is so more pages are freed
1271 : : * off fuller lists instead of spinning excessively around empty
1272 : : * lists
1273 : : */
1274 : : do {
1275 : 3 : batch_free++;
1276 : 3 : if (++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES)
1277 : : migratetype = 0;
1278 : 3 : list = &pcp->lists[migratetype];
1279 : 3 : } while (list_empty(list));
1280 : :
1281 : : /* This is the only non-empty list. Free them all. */
1282 : 3 : if (batch_free == MIGRATE_PCPTYPES)
1283 : : batch_free = count;
1284 : :
1285 : : do {
1286 : 3 : page = list_last_entry(list, struct page, lru);
1287 : : /* must delete to avoid corrupting pcp list */
1288 : : list_del(&page->lru);
1289 : 3 : pcp->count--;
1290 : :
1291 : 3 : if (bulkfree_pcp_prepare(page))
1292 : 0 : continue;
1293 : :
1294 : 3 : list_add_tail(&page->lru, &head);
1295 : :
1296 : : /*
1297 : : * We are going to put the page back to the global
1298 : : * pool, prefetch its buddy to speed up later access
1299 : : * under zone->lock. It is believed the overhead of
1300 : : * an additional test and calculating buddy_pfn here
1301 : : * can be offset by reduced memory latency later. To
1302 : : * avoid excessive prefetching due to large count, only
1303 : : * prefetch buddy for the first pcp->batch nr of pages.
1304 : : */
1305 : 3 : if (prefetch_nr++ < pcp->batch)
1306 : : prefetch_buddy(page);
1307 : 3 : } while (--count && --batch_free && !list_empty(list));
1308 : : }
1309 : :
1310 : : spin_lock(&zone->lock);
1311 : : isolated_pageblocks = has_isolate_pageblock(zone);
1312 : :
1313 : : /*
1314 : : * Use safe version since after __free_one_page(),
1315 : : * page->lru.next will not point to original list.
1316 : : */
1317 : 3 : list_for_each_entry_safe(page, tmp, &head, lru) {
1318 : : int mt = get_pcppage_migratetype(page);
1319 : : /* MIGRATE_ISOLATE page should not go to pcplists */
1320 : : VM_BUG_ON_PAGE(is_migrate_isolate(mt), page);
1321 : : /* Pageblock could have been isolated meanwhile */
1322 : 3 : if (unlikely(isolated_pageblocks))
1323 : 3 : mt = get_pageblock_migratetype(page);
1324 : :
1325 : 3 : __free_one_page(page, page_to_pfn(page), zone, 0, mt);
1326 : 3 : trace_mm_page_pcpu_drain(page, 0, mt);
1327 : : }
1328 : : spin_unlock(&zone->lock);
1329 : 3 : }
1330 : :
1331 : 3 : static void free_one_page(struct zone *zone,
1332 : : struct page *page, unsigned long pfn,
1333 : : unsigned int order,
1334 : : int migratetype)
1335 : : {
1336 : : spin_lock(&zone->lock);
1337 : 3 : if (unlikely(has_isolate_pageblock(zone) ||
1338 : : is_migrate_isolate(migratetype))) {
1339 : : migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
1340 : : }
1341 : 3 : __free_one_page(page, pfn, zone, order, migratetype);
1342 : : spin_unlock(&zone->lock);
1343 : 3 : }
1344 : :
1345 : 3 : static void __meminit __init_single_page(struct page *page, unsigned long pfn,
1346 : : unsigned long zone, int nid)
1347 : : {
1348 : 3 : mm_zero_struct_page(page);
1349 : : set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1350 : : init_page_count(page);
1351 : : page_mapcount_reset(page);
1352 : : page_cpupid_reset_last(page);
1353 : : page_kasan_tag_reset(page);
1354 : :
1355 : 3 : INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1356 : : #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1357 : : /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1358 : : if (!is_highmem_idx(zone))
1359 : : set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1360 : : #endif
1361 : 3 : }
1362 : :
1363 : : #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1364 : : static void __meminit init_reserved_page(unsigned long pfn)
1365 : : {
1366 : : pg_data_t *pgdat;
1367 : : int nid, zid;
1368 : :
1369 : : if (!early_page_uninitialised(pfn))
1370 : : return;
1371 : :
1372 : : nid = early_pfn_to_nid(pfn);
1373 : : pgdat = NODE_DATA(nid);
1374 : :
1375 : : for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1376 : : struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
1377 : :
1378 : : if (pfn >= zone->zone_start_pfn && pfn < zone_end_pfn(zone))
1379 : : break;
1380 : : }
1381 : : __init_single_page(pfn_to_page(pfn), pfn, zid, nid);
1382 : : }
1383 : : #else
1384 : : static inline void init_reserved_page(unsigned long pfn)
1385 : : {
1386 : : }
1387 : : #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1388 : :
1389 : : /*
1390 : : * Initialised pages do not have PageReserved set. This function is
1391 : : * called for each range allocated by the bootmem allocator and
1392 : : * marks the pages PageReserved. The remaining valid pages are later
1393 : : * sent to the buddy page allocator.
1394 : : */
1395 : 3 : void __meminit reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end)
1396 : : {
1397 : 3 : unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1398 : 3 : unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
1399 : :
1400 : 3 : for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn++) {
1401 : 3 : if (pfn_valid(start_pfn)) {
1402 : 3 : struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1403 : :
1404 : : init_reserved_page(start_pfn);
1405 : :
1406 : : /* Avoid false-positive PageTail() */
1407 : 3 : INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1408 : :
1409 : : /*
1410 : : * no need for atomic set_bit because the struct
1411 : : * page is not visible yet so nobody should
1412 : : * access it yet.
1413 : : */
1414 : : __SetPageReserved(page);
1415 : : }
1416 : : }
1417 : 3 : }
1418 : :
1419 : 3 : static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
1420 : : {
1421 : : unsigned long flags;
1422 : : int migratetype;
1423 : 3 : unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1424 : :
1425 : 3 : if (!free_pages_prepare(page, order, true))
1426 : 3 : return;
1427 : :
1428 : : migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
1429 : 3 : local_irq_save(flags);
1430 : 3 : __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
1431 : 3 : free_one_page(page_zone(page), page, pfn, order, migratetype);
1432 : 3 : local_irq_restore(flags);
1433 : : }
1434 : :
1435 : 3 : void __free_pages_core(struct page *page, unsigned int order)
1436 : : {
1437 : 3 : unsigned int nr_pages = 1 << order;
1438 : : struct page *p = page;
1439 : : unsigned int loop;
1440 : :
1441 : : prefetchw(p);
1442 : 3 : for (loop = 0; loop < (nr_pages - 1); loop++, p++) {
1443 : 3 : prefetchw(p + 1);
1444 : : __ClearPageReserved(p);
1445 : : set_page_count(p, 0);
1446 : : }
1447 : : __ClearPageReserved(p);
1448 : : set_page_count(p, 0);
1449 : :
1450 : 3 : atomic_long_add(nr_pages, &page_zone(page)->managed_pages);
1451 : : set_page_refcounted(page);
1452 : 3 : __free_pages(page, order);
1453 : 3 : }
1454 : :
1455 : : #if defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) || \
1456 : : defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP)
1457 : :
1458 : : static struct mminit_pfnnid_cache early_pfnnid_cache __meminitdata;
1459 : :
1460 : : int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1461 : : {
1462 : : static DEFINE_SPINLOCK(early_pfn_lock);
1463 : : int nid;
1464 : :
1465 : : spin_lock(&early_pfn_lock);
1466 : : nid = __early_pfn_to_nid(pfn, &early_pfnnid_cache);
1467 : : if (nid < 0)
1468 : : nid = first_online_node;
1469 : : spin_unlock(&early_pfn_lock);
1470 : :
1471 : : return nid;
1472 : : }
1473 : : #endif
1474 : :
1475 : : #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
1476 : : /* Only safe to use early in boot when initialisation is single-threaded */
1477 : : static inline bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
1478 : : {
1479 : : int nid;
1480 : :
1481 : : nid = __early_pfn_to_nid(pfn, &early_pfnnid_cache);
1482 : : if (nid >= 0 && nid != node)
1483 : : return false;
1484 : : return true;
1485 : : }
1486 : :
1487 : : #else
1488 : : static inline bool __meminit early_pfn_in_nid(unsigned long pfn, int node)
1489 : : {
1490 : : return true;
1491 : : }
1492 : : #endif
1493 : :
1494 : :
1495 : 3 : void __init memblock_free_pages(struct page *page, unsigned long pfn,
1496 : : unsigned int order)
1497 : : {
1498 : : if (early_page_uninitialised(pfn))
1499 : 3 : return;
1500 : 3 : __free_pages_core(page, order);
1501 : : }
1502 : :
1503 : : /*
1504 : : * Check that the whole (or subset of) a pageblock given by the interval of
1505 : : * [start_pfn, end_pfn) is valid and within the same zone, before scanning it
1506 : : * with the migration of free compaction scanner. The scanners then need to
1507 : : * use only pfn_valid_within() check for arches that allow holes within
1508 : : * pageblocks.
1509 : : *
1510 : : * Return struct page pointer of start_pfn, or NULL if checks were not passed.
1511 : : *
1512 : : * It's possible on some configurations to have a setup like node0 node1 node0
1513 : : * i.e. it's possible that all pages within a zones range of pages do not
1514 : : * belong to a single zone. We assume that a border between node0 and node1
1515 : : * can occur within a single pageblock, but not a node0 node1 node0
1516 : : * interleaving within a single pageblock. It is therefore sufficient to check
1517 : : * the first and last page of a pageblock and avoid checking each individual
1518 : : * page in a pageblock.
1519 : : */
1520 : 3 : struct page *__pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
1521 : : unsigned long end_pfn, struct zone *zone)
1522 : : {
1523 : : struct page *start_page;
1524 : : struct page *end_page;
1525 : :
1526 : : /* end_pfn is one past the range we are checking */
1527 : 3 : end_pfn--;
1528 : :
1529 : 3 : if (!pfn_valid(start_pfn) || !pfn_valid(end_pfn))
1530 : : return NULL;
1531 : :
1532 : 3 : start_page = pfn_to_online_page(start_pfn);
1533 : 3 : if (!start_page)
1534 : : return NULL;
1535 : :
1536 : 3 : if (page_zone(start_page) != zone)
1537 : : return NULL;
1538 : :
1539 : 3 : end_page = pfn_to_page(end_pfn);
1540 : :
1541 : : /* This gives a shorter code than deriving page_zone(end_page) */
1542 : 3 : if (page_zone_id(start_page) != page_zone_id(end_page))
1543 : : return NULL;
1544 : :
1545 : 3 : return start_page;
1546 : : }
1547 : :
1548 : 3 : void set_zone_contiguous(struct zone *zone)
1549 : : {
1550 : 3 : unsigned long block_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
1551 : : unsigned long block_end_pfn;
1552 : :
1553 : 3 : block_end_pfn = ALIGN(block_start_pfn + 1, pageblock_nr_pages);
1554 : 3 : for (; block_start_pfn < zone_end_pfn(zone);
1555 : : block_start_pfn = block_end_pfn,
1556 : 3 : block_end_pfn += pageblock_nr_pages) {
1557 : :
1558 : 3 : block_end_pfn = min(block_end_pfn, zone_end_pfn(zone));
1559 : :
1560 : 3 : if (!__pageblock_pfn_to_page(block_start_pfn,
1561 : : block_end_pfn, zone))
1562 : 3 : return;
1563 : 3 : cond_resched();
1564 : : }
1565 : :
1566 : : /* We confirm that there is no hole */
1567 : 3 : zone->contiguous = true;
1568 : : }
1569 : :
1570 : 0 : void clear_zone_contiguous(struct zone *zone)
1571 : : {
1572 : 0 : zone->contiguous = false;
1573 : 0 : }
1574 : :
1575 : : #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1576 : : static void __init deferred_free_range(unsigned long pfn,
1577 : : unsigned long nr_pages)
1578 : : {
1579 : : struct page *page;
1580 : : unsigned long i;
1581 : :
1582 : : if (!nr_pages)
1583 : : return;
1584 : :
1585 : : page = pfn_to_page(pfn);
1586 : :
1587 : : /* Free a large naturally-aligned chunk if possible */
1588 : : if (nr_pages == pageblock_nr_pages &&
1589 : : (pfn & (pageblock_nr_pages - 1)) == 0) {
1590 : : set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1591 : : __free_pages_core(page, pageblock_order);
1592 : : return;
1593 : : }
1594 : :
1595 : : for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++, pfn++) {
1596 : : if ((pfn & (pageblock_nr_pages - 1)) == 0)
1597 : : set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1598 : : __free_pages_core(page, 0);
1599 : : }
1600 : : }
1601 : :
1602 : : /* Completion tracking for deferred_init_memmap() threads */
1603 : : static atomic_t pgdat_init_n_undone __initdata;
1604 : : static __initdata DECLARE_COMPLETION(pgdat_init_all_done_comp);
1605 : :
1606 : : static inline void __init pgdat_init_report_one_done(void)
1607 : : {
1608 : : if (atomic_dec_and_test(&pgdat_init_n_undone))
1609 : : complete(&pgdat_init_all_done_comp);
1610 : : }
1611 : :
1612 : : /*
1613 : : * Returns true if page needs to be initialized or freed to buddy allocator.
1614 : : *
1615 : : * First we check if pfn is valid on architectures where it is possible to have
1616 : : * holes within pageblock_nr_pages. On systems where it is not possible, this
1617 : : * function is optimized out.
1618 : : *
1619 : : * Then, we check if a current large page is valid by only checking the validity
1620 : : * of the head pfn.
1621 : : */
1622 : : static inline bool __init deferred_pfn_valid(unsigned long pfn)
1623 : : {
1624 : : if (!pfn_valid_within(pfn))
1625 : : return false;
1626 : : if (!(pfn & (pageblock_nr_pages - 1)) && !pfn_valid(pfn))
1627 : : return false;
1628 : : return true;
1629 : : }
1630 : :
1631 : : /*
1632 : : * Free pages to buddy allocator. Try to free aligned pages in
1633 : : * pageblock_nr_pages sizes.
1634 : : */
1635 : : static void __init deferred_free_pages(unsigned long pfn,
1636 : : unsigned long end_pfn)
1637 : : {
1638 : : unsigned long nr_pgmask = pageblock_nr_pages - 1;
1639 : : unsigned long nr_free = 0;
1640 : :
1641 : : for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
1642 : : if (!deferred_pfn_valid(pfn)) {
1643 : : deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1644 : : nr_free = 0;
1645 : : } else if (!(pfn & nr_pgmask)) {
1646 : : deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1647 : : nr_free = 1;
1648 : : } else {
1649 : : nr_free++;
1650 : : }
1651 : : }
1652 : : /* Free the last block of pages to allocator */
1653 : : deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1654 : : }
1655 : :
1656 : : /*
1657 : : * Initialize struct pages. We minimize pfn page lookups and scheduler checks
1658 : : * by performing it only once every pageblock_nr_pages.
1659 : : * Return number of pages initialized.
1660 : : */
1661 : : static unsigned long __init deferred_init_pages(struct zone *zone,
1662 : : unsigned long pfn,
1663 : : unsigned long end_pfn)
1664 : : {
1665 : : unsigned long nr_pgmask = pageblock_nr_pages - 1;
1666 : : int nid = zone_to_nid(zone);
1667 : : unsigned long nr_pages = 0;
1668 : : int zid = zone_idx(zone);
1669 : : struct page *page = NULL;
1670 : :
1671 : : for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
1672 : : if (!deferred_pfn_valid(pfn)) {
1673 : : page = NULL;
1674 : : continue;
1675 : : } else if (!page || !(pfn & nr_pgmask)) {
1676 : : page = pfn_to_page(pfn);
1677 : : } else {
1678 : : page++;
1679 : : }
1680 : : __init_single_page(page, pfn, zid, nid);
1681 : : nr_pages++;
1682 : : }
1683 : : return (nr_pages);
1684 : : }
1685 : :
1686 : : /*
1687 : : * This function is meant to pre-load the iterator for the zone init.
1688 : : * Specifically it walks through the ranges until we are caught up to the
1689 : : * first_init_pfn value and exits there. If we never encounter the value we
1690 : : * return false indicating there are no valid ranges left.
1691 : : */
1692 : : static bool __init
1693 : : deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(u64 *i, struct zone *zone,
1694 : : unsigned long *spfn, unsigned long *epfn,
1695 : : unsigned long first_init_pfn)
1696 : : {
1697 : : u64 j;
1698 : :
1699 : : /*
1700 : : * Start out by walking through the ranges in this zone that have
1701 : : * already been initialized. We don't need to do anything with them
1702 : : * so we just need to flush them out of the system.
1703 : : */
1704 : : for_each_free_mem_pfn_range_in_zone(j, zone, spfn, epfn) {
1705 : : if (*epfn <= first_init_pfn)
1706 : : continue;
1707 : : if (*spfn < first_init_pfn)
1708 : : *spfn = first_init_pfn;
1709 : : *i = j;
1710 : : return true;
1711 : : }
1712 : :
1713 : : return false;
1714 : : }
1715 : :
1716 : : /*
1717 : : * Initialize and free pages. We do it in two loops: first we initialize
1718 : : * struct page, then free to buddy allocator, because while we are
1719 : : * freeing pages we can access pages that are ahead (computing buddy
1720 : : * page in __free_one_page()).
1721 : : *
1722 : : * In order to try and keep some memory in the cache we have the loop
1723 : : * broken along max page order boundaries. This way we will not cause
1724 : : * any issues with the buddy page computation.
1725 : : */
1726 : : static unsigned long __init
1727 : : deferred_init_maxorder(u64 *i, struct zone *zone, unsigned long *start_pfn,
1728 : : unsigned long *end_pfn)
1729 : : {
1730 : : unsigned long mo_pfn = ALIGN(*start_pfn + 1, MAX_ORDER_NR_PAGES);
1731 : : unsigned long spfn = *start_pfn, epfn = *end_pfn;
1732 : : unsigned long nr_pages = 0;
1733 : : u64 j = *i;
1734 : :
1735 : : /* First we loop through and initialize the page values */
1736 : : for_each_free_mem_pfn_range_in_zone_from(j, zone, start_pfn, end_pfn) {
1737 : : unsigned long t;
1738 : :
1739 : : if (mo_pfn <= *start_pfn)
1740 : : break;
1741 : :
1742 : : t = min(mo_pfn, *end_pfn);
1743 : : nr_pages += deferred_init_pages(zone, *start_pfn, t);
1744 : :
1745 : : if (mo_pfn < *end_pfn) {
1746 : : *start_pfn = mo_pfn;
1747 : : break;
1748 : : }
1749 : : }
1750 : :
1751 : : /* Reset values and now loop through freeing pages as needed */
1752 : : swap(j, *i);
1753 : :
1754 : : for_each_free_mem_pfn_range_in_zone_from(j, zone, &spfn, &epfn) {
1755 : : unsigned long t;
1756 : :
1757 : : if (mo_pfn <= spfn)
1758 : : break;
1759 : :
1760 : : t = min(mo_pfn, epfn);
1761 : : deferred_free_pages(spfn, t);
1762 : :
1763 : : if (mo_pfn <= epfn)
1764 : : break;
1765 : : }
1766 : :
1767 : : return nr_pages;
1768 : : }
1769 : :
1770 : : /* Initialise remaining memory on a node */
1771 : : static int __init deferred_init_memmap(void *data)
1772 : : {
1773 : : pg_data_t *pgdat = data;
1774 : : const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
1775 : : unsigned long spfn = 0, epfn = 0, nr_pages = 0;
1776 : : unsigned long first_init_pfn, flags;
1777 : : unsigned long start = jiffies;
1778 : : struct zone *zone;
1779 : : int zid;
1780 : : u64 i;
1781 : :
1782 : : /* Bind memory initialisation thread to a local node if possible */
1783 : : if (!cpumask_empty(cpumask))
1784 : : set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
1785 : :
1786 : : pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
1787 : : first_init_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
1788 : : if (first_init_pfn == ULONG_MAX) {
1789 : : pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1790 : : pgdat_init_report_one_done();
1791 : : return 0;
1792 : : }
1793 : :
1794 : : /* Sanity check boundaries */
1795 : : BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn < pgdat->node_start_pfn);
1796 : : BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn > pgdat_end_pfn(pgdat));
1797 : : pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
1798 : :
1799 : : /*
1800 : : * Once we unlock here, the zone cannot be grown anymore, thus if an
1801 : : * interrupt thread must allocate this early in boot, zone must be
1802 : : * pre-grown prior to start of deferred page initialization.
1803 : : */
1804 : : pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1805 : :
1806 : : /* Only the highest zone is deferred so find it */
1807 : : for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1808 : : zone = pgdat->node_zones + zid;
1809 : : if (first_init_pfn < zone_end_pfn(zone))
1810 : : break;
1811 : : }
1812 : :
1813 : : /* If the zone is empty somebody else may have cleared out the zone */
1814 : : if (!deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
1815 : : first_init_pfn))
1816 : : goto zone_empty;
1817 : :
1818 : : /*
1819 : : * Initialize and free pages in MAX_ORDER sized increments so
1820 : : * that we can avoid introducing any issues with the buddy
1821 : : * allocator.
1822 : : */
1823 : : while (spfn < epfn) {
1824 : : nr_pages += deferred_init_maxorder(&i, zone, &spfn, &epfn);
1825 : : cond_resched();
1826 : : }
1827 : : zone_empty:
1828 : : /* Sanity check that the next zone really is unpopulated */
1829 : : WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone));
1830 : :
1831 : : pr_info("node %d initialised, %lu pages in %ums\n",
1832 : : pgdat->node_id, nr_pages, jiffies_to_msecs(jiffies - start));
1833 : :
1834 : : pgdat_init_report_one_done();
1835 : : return 0;
1836 : : }
1837 : :
1838 : : /*
1839 : : * If this zone has deferred pages, try to grow it by initializing enough
1840 : : * deferred pages to satisfy the allocation specified by order, rounded up to
1841 : : * the nearest PAGES_PER_SECTION boundary. So we're adding memory in increments
1842 : : * of SECTION_SIZE bytes by initializing struct pages in increments of
1843 : : * PAGES_PER_SECTION * sizeof(struct page) bytes.
1844 : : *
1845 : : * Return true when zone was grown, otherwise return false. We return true even
1846 : : * when we grow less than requested, to let the caller decide if there are
1847 : : * enough pages to satisfy the allocation.
1848 : : *
1849 : : * Note: We use noinline because this function is needed only during boot, and
1850 : : * it is called from a __ref function _deferred_grow_zone. This way we are
1851 : : * making sure that it is not inlined into permanent text section.
1852 : : */
1853 : : static noinline bool __init
1854 : : deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order)
1855 : : {
1856 : : unsigned long nr_pages_needed = ALIGN(1 << order, PAGES_PER_SECTION);
1857 : : pg_data_t *pgdat = zone->zone_pgdat;
1858 : : unsigned long first_deferred_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
1859 : : unsigned long spfn, epfn, flags;
1860 : : unsigned long nr_pages = 0;
1861 : : u64 i;
1862 : :
1863 : : /* Only the last zone may have deferred pages */
1864 : : if (zone_end_pfn(zone) != pgdat_end_pfn(pgdat))
1865 : : return false;
1866 : :
1867 : : pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
1868 : :
1869 : : /*
1870 : : * If someone grew this zone while we were waiting for spinlock, return
1871 : : * true, as there might be enough pages already.
1872 : : */
1873 : : if (first_deferred_pfn != pgdat->first_deferred_pfn) {
1874 : : pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1875 : : return true;
1876 : : }
1877 : :
1878 : : /* If the zone is empty somebody else may have cleared out the zone */
1879 : : if (!deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
1880 : : first_deferred_pfn)) {
1881 : : pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
1882 : : pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1883 : : /* Retry only once. */
1884 : : return first_deferred_pfn != ULONG_MAX;
1885 : : }
1886 : :
1887 : : /*
1888 : : * Initialize and free pages in MAX_ORDER sized increments so
1889 : : * that we can avoid introducing any issues with the buddy
1890 : : * allocator.
1891 : : */
1892 : : while (spfn < epfn) {
1893 : : /* update our first deferred PFN for this section */
1894 : : first_deferred_pfn = spfn;
1895 : :
1896 : : nr_pages += deferred_init_maxorder(&i, zone, &spfn, &epfn);
1897 : : touch_nmi_watchdog();
1898 : :
1899 : : /* We should only stop along section boundaries */
1900 : : if ((first_deferred_pfn ^ spfn) < PAGES_PER_SECTION)
1901 : : continue;
1902 : :
1903 : : /* If our quota has been met we can stop here */
1904 : : if (nr_pages >= nr_pages_needed)
1905 : : break;
1906 : : }
1907 : :
1908 : : pgdat->first_deferred_pfn = spfn;
1909 : : pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
1910 : :
1911 : : return nr_pages > 0;
1912 : : }
1913 : :
1914 : : /*
1915 : : * deferred_grow_zone() is __init, but it is called from
1916 : : * get_page_from_freelist() during early boot until deferred_pages permanently
1917 : : * disables this call. This is why we have refdata wrapper to avoid warning,
1918 : : * and to ensure that the function body gets unloaded.
1919 : : */
1920 : : static bool __ref
1921 : : _deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order)
1922 : : {
1923 : : return deferred_grow_zone(zone, order);
1924 : : }
1925 : :
1926 : : #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1927 : :
1928 : 3 : void __init page_alloc_init_late(void)
1929 : : {
1930 : : struct zone *zone;
1931 : : int nid;
1932 : :
1933 : : #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1934 : :
1935 : : /* There will be num_node_state(N_MEMORY) threads */
1936 : : atomic_set(&pgdat_init_n_undone, num_node_state(N_MEMORY));
1937 : : for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1938 : : kthread_run(deferred_init_memmap, NODE_DATA(nid), "pgdatinit%d", nid);
1939 : : }
1940 : :
1941 : : /* Block until all are initialised */
1942 : : wait_for_completion(&pgdat_init_all_done_comp);
1943 : :
1944 : : /*
1945 : : * The number of managed pages has changed due to the initialisation
1946 : : * so the pcpu batch and high limits needs to be updated or the limits
1947 : : * will be artificially small.
1948 : : */
1949 : : for_each_populated_zone(zone)
1950 : : zone_pcp_update(zone);
1951 : :
1952 : : /*
1953 : : * We initialized the rest of the deferred pages. Permanently disable
1954 : : * on-demand struct page initialization.
1955 : : */
1956 : : static_branch_disable(&deferred_pages);
1957 : :
1958 : : /* Reinit limits that are based on free pages after the kernel is up */
1959 : : files_maxfiles_init();
1960 : : #endif
1961 : :
1962 : : /* Discard memblock private memory */
1963 : : memblock_discard();
1964 : :
1965 : 3 : for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1966 : : shuffle_free_memory(NODE_DATA(nid));
1967 : :
1968 : 3 : for_each_populated_zone(zone)
1969 : 3 : set_zone_contiguous(zone);
1970 : 3 : }
1971 : :
1972 : : #ifdef CONFIG_CMA
1973 : : /* Free whole pageblock and set its migration type to MIGRATE_CMA. */
1974 : 3 : void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
1975 : : {
1976 : : unsigned i = pageblock_nr_pages;
1977 : : struct page *p = page;
1978 : :
1979 : : do {
1980 : : __ClearPageReserved(p);
1981 : : set_page_count(p, 0);
1982 : 3 : } while (++p, --i);
1983 : :
1984 : 3 : set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
1985 : :
1986 : : if (pageblock_order >= MAX_ORDER) {
1987 : : i = pageblock_nr_pages;
1988 : : p = page;
1989 : : do {
1990 : : set_page_refcounted(p);
1991 : : __free_pages(p, MAX_ORDER - 1);
1992 : : p += MAX_ORDER_NR_PAGES;
1993 : : } while (i -= MAX_ORDER_NR_PAGES);
1994 : : } else {
1995 : : set_page_refcounted(page);
1996 : 3 : __free_pages(page, pageblock_order);
1997 : : }
1998 : :
1999 : 3 : adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
2000 : 3 : }
2001 : : #endif
2002 : :
2003 : : /*
2004 : : * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
2005 : : * Please do not alter this order without good reasons and regression
2006 : : * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
2007 : : * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
2008 : : * they're subdivided in this function. This is the primary factor
2009 : : * influencing the order in which pages are delivered to the IO
2010 : : * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
2011 : : * by considering the behavior of a buddy system containing a single
2012 : : * large block of memory acted on by a series of small allocations.
2013 : : * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
2014 : : *
2015 : : * -- nyc
2016 : : */
2017 : 3 : static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
2018 : : int low, int high, struct free_area *area,
2019 : : int migratetype)
2020 : : {
2021 : 3 : unsigned long size = 1 << high;
2022 : :
2023 : 3 : while (high > low) {
2024 : 3 : area--;
2025 : 3 : high--;
2026 : 3 : size >>= 1;
2027 : : VM_BUG_ON_PAGE(bad_range(zone, &page[size]), &page[size]);
2028 : :
2029 : : /*
2030 : : * Mark as guard pages (or page), that will allow to
2031 : : * merge back to allocator when buddy will be freed.
2032 : : * Corresponding page table entries will not be touched,
2033 : : * pages will stay not present in virtual address space
2034 : : */
2035 : : if (set_page_guard(zone, &page[size], high, migratetype))
2036 : : continue;
2037 : :
2038 : 3 : add_to_free_area(&page[size], area, migratetype);
2039 : 3 : set_page_order(&page[size], high);
2040 : : }
2041 : 3 : }
2042 : :
2043 : 0 : static void check_new_page_bad(struct page *page)
2044 : : {
2045 : : const char *bad_reason = NULL;
2046 : : unsigned long bad_flags = 0;
2047 : :
2048 : 0 : if (unlikely(atomic_read(&page->_mapcount) != -1))
2049 : : bad_reason = "nonzero mapcount";
2050 : 0 : if (unlikely(page->mapping != NULL))
2051 : : bad_reason = "non-NULL mapping";
2052 : 0 : if (unlikely(page_ref_count(page) != 0))
2053 : : bad_reason = "nonzero _refcount";
2054 : : if (unlikely(page->flags & __PG_HWPOISON)) {
2055 : : bad_reason = "HWPoisoned (hardware-corrupted)";
2056 : : bad_flags = __PG_HWPOISON;
2057 : : /* Don't complain about hwpoisoned pages */
2058 : : page_mapcount_reset(page); /* remove PageBuddy */
2059 : 0 : return;
2060 : : }
2061 : 0 : if (unlikely(page->flags & PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP)) {
2062 : : bad_reason = "PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP flag set";
2063 : : bad_flags = PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP;
2064 : : }
2065 : : #ifdef CONFIG_MEMCG
2066 : 0 : if (unlikely(page->mem_cgroup))
2067 : : bad_reason = "page still charged to cgroup";
2068 : : #endif
2069 : 0 : bad_page(page, bad_reason, bad_flags);
2070 : : }
2071 : :
2072 : : /*
2073 : : * This page is about to be returned from the page allocator
2074 : : */
2075 : 3 : static inline int check_new_page(struct page *page)
2076 : : {
2077 : 3 : if (likely(page_expected_state(page,
2078 : : PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP|__PG_HWPOISON)))
2079 : : return 0;
2080 : :
2081 : 0 : check_new_page_bad(page);
2082 : 0 : return 1;
2083 : : }
2084 : :
2085 : : static inline bool free_pages_prezeroed(void)
2086 : : {
2087 : : return (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING_ZERO) &&
2088 : : page_poisoning_enabled()) || want_init_on_free();
2089 : : }
2090 : :
2091 : : #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
2092 : : /*
2093 : : * With DEBUG_VM enabled, order-0 pages are checked for expected state when
2094 : : * being allocated from pcp lists. With debug_pagealloc also enabled, they are
2095 : : * also checked when pcp lists are refilled from the free lists.
2096 : : */
2097 : : static inline bool check_pcp_refill(struct page *page)
2098 : : {
2099 : : if (debug_pagealloc_enabled_static())
2100 : : return check_new_page(page);
2101 : : else
2102 : : return false;
2103 : : }
2104 : :
2105 : : static inline bool check_new_pcp(struct page *page)
2106 : : {
2107 : : return check_new_page(page);
2108 : : }
2109 : : #else
2110 : : /*
2111 : : * With DEBUG_VM disabled, free order-0 pages are checked for expected state
2112 : : * when pcp lists are being refilled from the free lists. With debug_pagealloc
2113 : : * enabled, they are also checked when being allocated from the pcp lists.
2114 : : */
2115 : : static inline bool check_pcp_refill(struct page *page)
2116 : : {
2117 : 3 : return check_new_page(page);
2118 : : }
2119 : : static inline bool check_new_pcp(struct page *page)
2120 : : {
2121 : : if (debug_pagealloc_enabled_static())
2122 : : return check_new_page(page);
2123 : : else
2124 : : return false;
2125 : : }
2126 : : #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
2127 : :
2128 : 3 : static bool check_new_pages(struct page *page, unsigned int order)
2129 : : {
2130 : : int i;
2131 : 3 : for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
2132 : 3 : struct page *p = page + i;
2133 : :
2134 : 3 : if (unlikely(check_new_page(p)))
2135 : : return true;
2136 : : }
2137 : :
2138 : : return false;
2139 : : }
2140 : :
2141 : 3 : inline void post_alloc_hook(struct page *page, unsigned int order,
2142 : : gfp_t gfp_flags)
2143 : : {
2144 : 3 : set_page_private(page, 0);
2145 : : set_page_refcounted(page);
2146 : :
2147 : : arch_alloc_page(page, order);
2148 : : if (debug_pagealloc_enabled_static())
2149 : : kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
2150 : : kasan_alloc_pages(page, order);
2151 : : kernel_poison_pages(page, 1 << order, 1);
2152 : : set_page_owner(page, order, gfp_flags);
2153 : 3 : }
2154 : :
2155 : 3 : static void prep_new_page(struct page *page, unsigned int order, gfp_t gfp_flags,
2156 : : unsigned int alloc_flags)
2157 : : {
2158 : : post_alloc_hook(page, order, gfp_flags);
2159 : :
2160 : 3 : if (!free_pages_prezeroed() && want_init_on_alloc(gfp_flags))
2161 : 3 : kernel_init_free_pages(page, 1 << order);
2162 : :
2163 : 3 : if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
2164 : 3 : prep_compound_page(page, order);
2165 : :
2166 : : /*
2167 : : * page is set pfmemalloc when ALLOC_NO_WATERMARKS was necessary to
2168 : : * allocate the page. The expectation is that the caller is taking
2169 : : * steps that will free more memory. The caller should avoid the page
2170 : : * being used for !PFMEMALLOC purposes.
2171 : : */
2172 : 3 : if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)
2173 : : set_page_pfmemalloc(page);
2174 : : else
2175 : : clear_page_pfmemalloc(page);
2176 : 3 : }
2177 : :
2178 : : /*
2179 : : * Go through the free lists for the given migratetype and remove
2180 : : * the smallest available page from the freelists
2181 : : */
2182 : : static __always_inline
2183 : : struct page *__rmqueue_smallest(struct zone *zone, unsigned int order,
2184 : : int migratetype)
2185 : : {
2186 : : unsigned int current_order;
2187 : : struct free_area *area;
2188 : : struct page *page;
2189 : :
2190 : : /* Find a page of the appropriate size in the preferred list */
2191 : 3 : for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
2192 : 3 : area = &(zone->free_area[current_order]);
2193 : 3 : page = get_page_from_free_area(area, migratetype);
2194 : 3 : if (!page)
2195 : 3 : continue;
2196 : 3 : del_page_from_free_area(page, area);
2197 : 3 : expand(zone, page, order, current_order, area, migratetype);
2198 : 3 : set_pcppage_migratetype(page, migratetype);
2199 : 3 : return page;
2200 : : }
2201 : :
2202 : : return NULL;
2203 : : }
2204 : :
2205 : :
2206 : : /*
2207 : : * This array describes the order lists are fallen back to when
2208 : : * the free lists for the desirable migrate type are depleted
2209 : : */
2210 : : static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
2211 : : [MIGRATE_UNMOVABLE] = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE, MIGRATE_TYPES },
2212 : : [MIGRATE_MOVABLE] = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_TYPES },
2213 : : [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_MOVABLE, MIGRATE_TYPES },
2214 : : #ifdef CONFIG_CMA
2215 : : [MIGRATE_CMA] = { MIGRATE_TYPES }, /* Never used */
2216 : : #endif
2217 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
2218 : : [MIGRATE_ISOLATE] = { MIGRATE_TYPES }, /* Never used */
2219 : : #endif
2220 : : };
2221 : :
2222 : : #ifdef CONFIG_CMA
2223 : : static __always_inline struct page *__rmqueue_cma_fallback(struct zone *zone,
2224 : : unsigned int order)
2225 : : {
2226 : : return __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_CMA);
2227 : : }
2228 : : #else
2229 : : static inline struct page *__rmqueue_cma_fallback(struct zone *zone,
2230 : : unsigned int order) { return NULL; }
2231 : : #endif
2232 : :
2233 : : /*
2234 : : * Move the free pages in a range to the free lists of the requested type.
2235 : : * Note that start_page and end_pages are not aligned on a pageblock
2236 : : * boundary. If alignment is required, use move_freepages_block()
2237 : : */
2238 : 3 : static int move_freepages(struct zone *zone,
2239 : : struct page *start_page, struct page *end_page,
2240 : : int migratetype, int *num_movable)
2241 : : {
2242 : : struct page *page;
2243 : : unsigned int order;
2244 : : int pages_moved = 0;
2245 : :
2246 : 3 : for (page = start_page; page <= end_page;) {
2247 : : if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page))) {
2248 : : page++;
2249 : : continue;
2250 : : }
2251 : :
2252 : 3 : if (!PageBuddy(page)) {
2253 : : /*
2254 : : * We assume that pages that could be isolated for
2255 : : * migration are movable. But we don't actually try
2256 : : * isolating, as that would be expensive.
2257 : : */
2258 : 3 : if (num_movable &&
2259 : 0 : (PageLRU(page) || __PageMovable(page)))
2260 : 0 : (*num_movable)++;
2261 : :
2262 : 3 : page++;
2263 : 3 : continue;
2264 : : }
2265 : :
2266 : : /* Make sure we are not inadvertently changing nodes */
2267 : : VM_BUG_ON_PAGE(page_to_nid(page) != zone_to_nid(zone), page);
2268 : : VM_BUG_ON_PAGE(page_zone(page) != zone, page);
2269 : :
2270 : : order = page_order(page);
2271 : : move_to_free_area(page, &zone->free_area[order], migratetype);
2272 : 3 : page += 1 << order;
2273 : 3 : pages_moved += 1 << order;
2274 : : }
2275 : :
2276 : 3 : return pages_moved;
2277 : : }
2278 : :
2279 : 3 : int move_freepages_block(struct zone *zone, struct page *page,
2280 : : int migratetype, int *num_movable)
2281 : : {
2282 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
2283 : : struct page *start_page, *end_page;
2284 : :
2285 : 3 : if (num_movable)
2286 : 0 : *num_movable = 0;
2287 : :
2288 : 3 : start_pfn = page_to_pfn(page);
2289 : 3 : start_pfn = start_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
2290 : 3 : start_page = pfn_to_page(start_pfn);
2291 : 3 : end_page = start_page + pageblock_nr_pages - 1;
2292 : 3 : end_pfn = start_pfn + pageblock_nr_pages - 1;
2293 : :
2294 : : /* Do not cross zone boundaries */
2295 : 3 : if (!zone_spans_pfn(zone, start_pfn))
2296 : : start_page = page;
2297 : 3 : if (!zone_spans_pfn(zone, end_pfn))
2298 : : return 0;
2299 : :
2300 : 3 : return move_freepages(zone, start_page, end_page, migratetype,
2301 : : num_movable);
2302 : : }
2303 : :
2304 : : static void change_pageblock_range(struct page *pageblock_page,
2305 : : int start_order, int migratetype)
2306 : : {
2307 : 3 : int nr_pageblocks = 1 << (start_order - pageblock_order);
2308 : :
2309 : 3 : while (nr_pageblocks--) {
2310 : 3 : set_pageblock_migratetype(pageblock_page, migratetype);
2311 : 3 : pageblock_page += pageblock_nr_pages;
2312 : : }
2313 : : }
2314 : :
2315 : : /*
2316 : : * When we are falling back to another migratetype during allocation, try to
2317 : : * steal extra free pages from the same pageblocks to satisfy further
2318 : : * allocations, instead of polluting multiple pageblocks.
2319 : : *
2320 : : * If we are stealing a relatively large buddy page, it is likely there will
2321 : : * be more free pages in the pageblock, so try to steal them all. For
2322 : : * reclaimable and unmovable allocations, we steal regardless of page size,
2323 : : * as fragmentation caused by those allocations polluting movable pageblocks
2324 : : * is worse than movable allocations stealing from unmovable and reclaimable
2325 : : * pageblocks.
2326 : : */
2327 : : static bool can_steal_fallback(unsigned int order, int start_mt)
2328 : : {
2329 : : /*
2330 : : * Leaving this order check is intended, although there is
2331 : : * relaxed order check in next check. The reason is that
2332 : : * we can actually steal whole pageblock if this condition met,
2333 : : * but, below check doesn't guarantee it and that is just heuristic
2334 : : * so could be changed anytime.
2335 : : */
2336 : 3 : if (order >= pageblock_order)
2337 : : return true;
2338 : :
2339 : 0 : if (order >= pageblock_order / 2 ||
2340 : 0 : start_mt == MIGRATE_RECLAIMABLE ||
2341 : 0 : start_mt == MIGRATE_UNMOVABLE ||
2342 : : page_group_by_mobility_disabled)
2343 : : return true;
2344 : :
2345 : : return false;
2346 : : }
2347 : :
2348 : 0 : static inline void boost_watermark(struct zone *zone)
2349 : : {
2350 : : unsigned long max_boost;
2351 : :
2352 : 0 : if (!watermark_boost_factor)
2353 : : return;
2354 : : /*
2355 : : * Don't bother in zones that are unlikely to produce results.
2356 : : * On small machines, including kdump capture kernels running
2357 : : * in a small area, boosting the watermark can cause an out of
2358 : : * memory situation immediately.
2359 : : */
2360 : 0 : if ((pageblock_nr_pages * 4) > zone_managed_pages(zone))
2361 : : return;
2362 : :
2363 : 0 : max_boost = mult_frac(zone->_watermark[WMARK_HIGH],
2364 : : watermark_boost_factor, 10000);
2365 : :
2366 : : /*
2367 : : * high watermark may be uninitialised if fragmentation occurs
2368 : : * very early in boot so do not boost. We do not fall
2369 : : * through and boost by pageblock_nr_pages as failing
2370 : : * allocations that early means that reclaim is not going
2371 : : * to help and it may even be impossible to reclaim the
2372 : : * boosted watermark resulting in a hang.
2373 : : */
2374 : 0 : if (!max_boost)
2375 : : return;
2376 : :
2377 : 0 : max_boost = max(pageblock_nr_pages, max_boost);
2378 : :
2379 : 0 : zone->watermark_boost = min(zone->watermark_boost + pageblock_nr_pages,
2380 : : max_boost);
2381 : : }
2382 : :
2383 : : /*
2384 : : * This function implements actual steal behaviour. If order is large enough,
2385 : : * we can steal whole pageblock. If not, we first move freepages in this
2386 : : * pageblock to our migratetype and determine how many already-allocated pages
2387 : : * are there in the pageblock with a compatible migratetype. If at least half
2388 : : * of pages are free or compatible, we can change migratetype of the pageblock
2389 : : * itself, so pages freed in the future will be put on the correct free list.
2390 : : */
2391 : 3 : static void steal_suitable_fallback(struct zone *zone, struct page *page,
2392 : : unsigned int alloc_flags, int start_type, bool whole_block)
2393 : : {
2394 : : unsigned int current_order = page_order(page);
2395 : : struct free_area *area;
2396 : : int free_pages, movable_pages, alike_pages;
2397 : : int old_block_type;
2398 : :
2399 : 3 : old_block_type = get_pageblock_migratetype(page);
2400 : :
2401 : : /*
2402 : : * This can happen due to races and we want to prevent broken
2403 : : * highatomic accounting.
2404 : : */
2405 : 3 : if (is_migrate_highatomic(old_block_type))
2406 : : goto single_page;
2407 : :
2408 : : /* Take ownership for orders >= pageblock_order */
2409 : 3 : if (current_order >= pageblock_order) {
2410 : 3 : change_pageblock_range(page, current_order, start_type);
2411 : : goto single_page;
2412 : : }
2413 : :
2414 : : /*
2415 : : * Boost watermarks to increase reclaim pressure to reduce the
2416 : : * likelihood of future fallbacks. Wake kswapd now as the node
2417 : : * may be balanced overall and kswapd will not wake naturally.
2418 : : */
2419 : 0 : boost_watermark(zone);
2420 : 0 : if (alloc_flags & ALLOC_KSWAPD)
2421 : 0 : set_bit(ZONE_BOOSTED_WATERMARK, &zone->flags);
2422 : :
2423 : : /* We are not allowed to try stealing from the whole block */
2424 : 0 : if (!whole_block)
2425 : : goto single_page;
2426 : :
2427 : 0 : free_pages = move_freepages_block(zone, page, start_type,
2428 : : &movable_pages);
2429 : : /*
2430 : : * Determine how many pages are compatible with our allocation.
2431 : : * For movable allocation, it's the number of movable pages which
2432 : : * we just obtained. For other types it's a bit more tricky.
2433 : : */
2434 : 0 : if (start_type == MIGRATE_MOVABLE) {
2435 : 0 : alike_pages = movable_pages;
2436 : : } else {
2437 : : /*
2438 : : * If we are falling back a RECLAIMABLE or UNMOVABLE allocation
2439 : : * to MOVABLE pageblock, consider all non-movable pages as
2440 : : * compatible. If it's UNMOVABLE falling back to RECLAIMABLE or
2441 : : * vice versa, be conservative since we can't distinguish the
2442 : : * exact migratetype of non-movable pages.
2443 : : */
2444 : 0 : if (old_block_type == MIGRATE_MOVABLE)
2445 : 0 : alike_pages = pageblock_nr_pages
2446 : 0 : - (free_pages + movable_pages);
2447 : : else
2448 : : alike_pages = 0;
2449 : : }
2450 : :
2451 : : /* moving whole block can fail due to zone boundary conditions */
2452 : 0 : if (!free_pages)
2453 : : goto single_page;
2454 : :
2455 : : /*
2456 : : * If a sufficient number of pages in the block are either free or of
2457 : : * comparable migratability as our allocation, claim the whole block.
2458 : : */
2459 : 0 : if (free_pages + alike_pages >= (1 << (pageblock_order-1)) ||
2460 : : page_group_by_mobility_disabled)
2461 : 0 : set_pageblock_migratetype(page, start_type);
2462 : :
2463 : 0 : return;
2464 : :
2465 : : single_page:
2466 : : area = &zone->free_area[current_order];
2467 : : move_to_free_area(page, area, start_type);
2468 : : }
2469 : :
2470 : : /*
2471 : : * Check whether there is a suitable fallback freepage with requested order.
2472 : : * If only_stealable is true, this function returns fallback_mt only if
2473 : : * we can steal other freepages all together. This would help to reduce
2474 : : * fragmentation due to mixed migratetype pages in one pageblock.
2475 : : */
2476 : 3 : int find_suitable_fallback(struct free_area *area, unsigned int order,
2477 : : int migratetype, bool only_stealable, bool *can_steal)
2478 : : {
2479 : : int i;
2480 : : int fallback_mt;
2481 : :
2482 : 3 : if (area->nr_free == 0)
2483 : : return -1;
2484 : :
2485 : 3 : *can_steal = false;
2486 : 3 : for (i = 0;; i++) {
2487 : 3 : fallback_mt = fallbacks[migratetype][i];
2488 : 3 : if (fallback_mt == MIGRATE_TYPES)
2489 : : break;
2490 : :
2491 : 3 : if (free_area_empty(area, fallback_mt))
2492 : 3 : continue;
2493 : :
2494 : 3 : if (can_steal_fallback(order, migratetype))
2495 : 3 : *can_steal = true;
2496 : :
2497 : 3 : if (!only_stealable)
2498 : 3 : return fallback_mt;
2499 : :
2500 : 0 : if (*can_steal)
2501 : 0 : return fallback_mt;
2502 : 3 : }
2503 : :
2504 : : return -1;
2505 : : }
2506 : :
2507 : : /*
2508 : : * Reserve a pageblock for exclusive use of high-order atomic allocations if
2509 : : * there are no empty page blocks that contain a page with a suitable order
2510 : : */
2511 : 0 : static void reserve_highatomic_pageblock(struct page *page, struct zone *zone,
2512 : : unsigned int alloc_order)
2513 : : {
2514 : : int mt;
2515 : : unsigned long max_managed, flags;
2516 : :
2517 : : /*
2518 : : * Limit the number reserved to 1 pageblock or roughly 1% of a zone.
2519 : : * Check is race-prone but harmless.
2520 : : */
2521 : 0 : max_managed = (zone_managed_pages(zone) / 100) + pageblock_nr_pages;
2522 : 0 : if (zone->nr_reserved_highatomic >= max_managed)
2523 : 0 : return;
2524 : :
2525 : 0 : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2526 : :
2527 : : /* Recheck the nr_reserved_highatomic limit under the lock */
2528 : 0 : if (zone->nr_reserved_highatomic >= max_managed)
2529 : : goto out_unlock;
2530 : :
2531 : : /* Yoink! */
2532 : 0 : mt = get_pageblock_migratetype(page);
2533 : 0 : if (!is_migrate_highatomic(mt) && !is_migrate_isolate(mt)
2534 : 0 : && !is_migrate_cma(mt)) {
2535 : 0 : zone->nr_reserved_highatomic += pageblock_nr_pages;
2536 : 0 : set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_HIGHATOMIC);
2537 : 0 : move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_HIGHATOMIC, NULL);
2538 : : }
2539 : :
2540 : : out_unlock:
2541 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2542 : : }
2543 : :
2544 : : /*
2545 : : * Used when an allocation is about to fail under memory pressure. This
2546 : : * potentially hurts the reliability of high-order allocations when under
2547 : : * intense memory pressure but failed atomic allocations should be easier
2548 : : * to recover from than an OOM.
2549 : : *
2550 : : * If @force is true, try to unreserve a pageblock even though highatomic
2551 : : * pageblock is exhausted.
2552 : : */
2553 : 0 : static bool unreserve_highatomic_pageblock(const struct alloc_context *ac,
2554 : : bool force)
2555 : : {
2556 : 0 : struct zonelist *zonelist = ac->zonelist;
2557 : : unsigned long flags;
2558 : : struct zoneref *z;
2559 : : struct zone *zone;
2560 : : struct page *page;
2561 : : int order;
2562 : : bool ret;
2563 : :
2564 : 0 : for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, ac->high_zoneidx,
2565 : : ac->nodemask) {
2566 : : /*
2567 : : * Preserve at least one pageblock unless memory pressure
2568 : : * is really high.
2569 : : */
2570 : 0 : if (!force && zone->nr_reserved_highatomic <=
2571 : : pageblock_nr_pages)
2572 : 0 : continue;
2573 : :
2574 : 0 : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2575 : 0 : for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
2576 : : struct free_area *area = &(zone->free_area[order]);
2577 : :
2578 : : page = get_page_from_free_area(area, MIGRATE_HIGHATOMIC);
2579 : 0 : if (!page)
2580 : 0 : continue;
2581 : :
2582 : : /*
2583 : : * In page freeing path, migratetype change is racy so
2584 : : * we can counter several free pages in a pageblock
2585 : : * in this loop althoug we changed the pageblock type
2586 : : * from highatomic to ac->migratetype. So we should
2587 : : * adjust the count once.
2588 : : */
2589 : 0 : if (is_migrate_highatomic_page(page)) {
2590 : : /*
2591 : : * It should never happen but changes to
2592 : : * locking could inadvertently allow a per-cpu
2593 : : * drain to add pages to MIGRATE_HIGHATOMIC
2594 : : * while unreserving so be safe and watch for
2595 : : * underflows.
2596 : : */
2597 : 0 : zone->nr_reserved_highatomic -= min(
2598 : : pageblock_nr_pages,
2599 : : zone->nr_reserved_highatomic);
2600 : : }
2601 : :
2602 : : /*
2603 : : * Convert to ac->migratetype and avoid the normal
2604 : : * pageblock stealing heuristics. Minimally, the caller
2605 : : * is doing the work and needs the pages. More
2606 : : * importantly, if the block was always converted to
2607 : : * MIGRATE_UNMOVABLE or another type then the number
2608 : : * of pageblocks that cannot be completely freed
2609 : : * may increase.
2610 : : */
2611 : 0 : set_pageblock_migratetype(page, ac->migratetype);
2612 : 0 : ret = move_freepages_block(zone, page, ac->migratetype,
2613 : : NULL);
2614 : 0 : if (ret) {
2615 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2616 : 0 : return ret;
2617 : : }
2618 : : }
2619 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2620 : : }
2621 : :
2622 : : return false;
2623 : : }
2624 : :
2625 : : /*
2626 : : * Try finding a free buddy page on the fallback list and put it on the free
2627 : : * list of requested migratetype, possibly along with other pages from the same
2628 : : * block, depending on fragmentation avoidance heuristics. Returns true if
2629 : : * fallback was found so that __rmqueue_smallest() can grab it.
2630 : : *
2631 : : * The use of signed ints for order and current_order is a deliberate
2632 : : * deviation from the rest of this file, to make the for loop
2633 : : * condition simpler.
2634 : : */
2635 : : static __always_inline bool
2636 : : __rmqueue_fallback(struct zone *zone, int order, int start_migratetype,
2637 : : unsigned int alloc_flags)
2638 : : {
2639 : : struct free_area *area;
2640 : : int current_order;
2641 : : int min_order = order;
2642 : : struct page *page;
2643 : : int fallback_mt;
2644 : : bool can_steal;
2645 : :
2646 : : /*
2647 : : * Do not steal pages from freelists belonging to other pageblocks
2648 : : * i.e. orders < pageblock_order. If there are no local zones free,
2649 : : * the zonelists will be reiterated without ALLOC_NOFRAGMENT.
2650 : : */
2651 : : if (alloc_flags & ALLOC_NOFRAGMENT)
2652 : : min_order = pageblock_order;
2653 : :
2654 : : /*
2655 : : * Find the largest available free page in the other list. This roughly
2656 : : * approximates finding the pageblock with the most free pages, which
2657 : : * would be too costly to do exactly.
2658 : : */
2659 : 3 : for (current_order = MAX_ORDER - 1; current_order >= min_order;
2660 : 0 : --current_order) {
2661 : 3 : area = &(zone->free_area[current_order]);
2662 : 3 : fallback_mt = find_suitable_fallback(area, current_order,
2663 : : start_migratetype, false, &can_steal);
2664 : 3 : if (fallback_mt == -1)
2665 : 0 : continue;
2666 : :
2667 : : /*
2668 : : * We cannot steal all free pages from the pageblock and the
2669 : : * requested migratetype is movable. In that case it's better to
2670 : : * steal and split the smallest available page instead of the
2671 : : * largest available page, because even if the next movable
2672 : : * allocation falls back into a different pageblock than this
2673 : : * one, it won't cause permanent fragmentation.
2674 : : */
2675 : 3 : if (!can_steal && start_migratetype == MIGRATE_MOVABLE
2676 : 0 : && current_order > order)
2677 : : goto find_smallest;
2678 : :
2679 : : goto do_steal;
2680 : : }
2681 : :
2682 : : return false;
2683 : :
2684 : : find_smallest:
2685 : 0 : for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER;
2686 : 0 : current_order++) {
2687 : 0 : area = &(zone->free_area[current_order]);
2688 : 0 : fallback_mt = find_suitable_fallback(area, current_order,
2689 : : start_migratetype, false, &can_steal);
2690 : 0 : if (fallback_mt != -1)
2691 : : break;
2692 : : }
2693 : :
2694 : : /*
2695 : : * This should not happen - we already found a suitable fallback
2696 : : * when looking for the largest page.
2697 : : */
2698 : : VM_BUG_ON(current_order == MAX_ORDER);
2699 : :
2700 : : do_steal:
2701 : 3 : page = get_page_from_free_area(area, fallback_mt);
2702 : :
2703 : 3 : steal_suitable_fallback(zone, page, alloc_flags, start_migratetype,
2704 : : can_steal);
2705 : :
2706 : 3 : trace_mm_page_alloc_extfrag(page, order, current_order,
2707 : : start_migratetype, fallback_mt);
2708 : :
2709 : : return true;
2710 : :
2711 : : }
2712 : :
2713 : : /*
2714 : : * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
2715 : : * Call me with the zone->lock already held.
2716 : : */
2717 : : static __always_inline struct page *
2718 : : __rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order, int migratetype,
2719 : : unsigned int alloc_flags)
2720 : : {
2721 : : struct page *page;
2722 : :
2723 : : retry:
2724 : : page = __rmqueue_smallest(zone, order, migratetype);
2725 : 3 : if (unlikely(!page)) {
2726 : 3 : if (migratetype == MIGRATE_MOVABLE)
2727 : : page = __rmqueue_cma_fallback(zone, order);
2728 : :
2729 : 3 : if (!page && __rmqueue_fallback(zone, order, migratetype,
2730 : : alloc_flags))
2731 : : goto retry;
2732 : : }
2733 : :
2734 : 3 : trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
2735 : : return page;
2736 : : }
2737 : :
2738 : : /*
2739 : : * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
2740 : : * a single hold of the lock, for efficiency. Add them to the supplied list.
2741 : : * Returns the number of new pages which were placed at *list.
2742 : : */
2743 : 3 : static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
2744 : : unsigned long count, struct list_head *list,
2745 : : int migratetype, unsigned int alloc_flags)
2746 : : {
2747 : : int i, alloced = 0;
2748 : :
2749 : : spin_lock(&zone->lock);
2750 : 3 : for (i = 0; i < count; ++i) {
2751 : : struct page *page = __rmqueue(zone, order, migratetype,
2752 : : alloc_flags);
2753 : 3 : if (unlikely(page == NULL))
2754 : : break;
2755 : :
2756 : 3 : if (unlikely(check_pcp_refill(page)))
2757 : 0 : continue;
2758 : :
2759 : : /*
2760 : : * Split buddy pages returned by expand() are received here in
2761 : : * physical page order. The page is added to the tail of
2762 : : * caller's list. From the callers perspective, the linked list
2763 : : * is ordered by page number under some conditions. This is
2764 : : * useful for IO devices that can forward direction from the
2765 : : * head, thus also in the physical page order. This is useful
2766 : : * for IO devices that can merge IO requests if the physical
2767 : : * pages are ordered properly.
2768 : : */
2769 : 3 : list_add_tail(&page->lru, list);
2770 : 3 : alloced++;
2771 : 3 : if (is_migrate_cma(get_pcppage_migratetype(page)))
2772 : 0 : __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES,
2773 : 0 : -(1 << order));
2774 : : }
2775 : :
2776 : : /*
2777 : : * i pages were removed from the buddy list even if some leak due
2778 : : * to check_pcp_refill failing so adjust NR_FREE_PAGES based
2779 : : * on i. Do not confuse with 'alloced' which is the number of
2780 : : * pages added to the pcp list.
2781 : : */
2782 : 3 : __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(i << order));
2783 : : spin_unlock(&zone->lock);
2784 : 3 : return alloced;
2785 : : }
2786 : :
2787 : : #ifdef CONFIG_NUMA
2788 : : /*
2789 : : * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
2790 : : * currently executing processor on remote nodes after they have
2791 : : * expired.
2792 : : *
2793 : : * Note that this function must be called with the thread pinned to
2794 : : * a single processor.
2795 : : */
2796 : : void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
2797 : : {
2798 : : unsigned long flags;
2799 : : int to_drain, batch;
2800 : :
2801 : : local_irq_save(flags);
2802 : : batch = READ_ONCE(pcp->batch);
2803 : : to_drain = min(pcp->count, batch);
2804 : : if (to_drain > 0)
2805 : : free_pcppages_bulk(zone, to_drain, pcp);
2806 : : local_irq_restore(flags);
2807 : : }
2808 : : #endif
2809 : :
2810 : : /*
2811 : : * Drain pcplists of the indicated processor and zone.
2812 : : *
2813 : : * The processor must either be the current processor and the
2814 : : * thread pinned to the current processor or a processor that
2815 : : * is not online.
2816 : : */
2817 : 3 : static void drain_pages_zone(unsigned int cpu, struct zone *zone)
2818 : : {
2819 : : unsigned long flags;
2820 : : struct per_cpu_pageset *pset;
2821 : : struct per_cpu_pages *pcp;
2822 : :
2823 : 3 : local_irq_save(flags);
2824 : 3 : pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2825 : :
2826 : 3 : pcp = &pset->pcp;
2827 : 3 : if (pcp->count)
2828 : 3 : free_pcppages_bulk(zone, pcp->count, pcp);
2829 : 3 : local_irq_restore(flags);
2830 : 3 : }
2831 : :
2832 : : /*
2833 : : * Drain pcplists of all zones on the indicated processor.
2834 : : *
2835 : : * The processor must either be the current processor and the
2836 : : * thread pinned to the current processor or a processor that
2837 : : * is not online.
2838 : : */
2839 : 0 : static void drain_pages(unsigned int cpu)
2840 : : {
2841 : : struct zone *zone;
2842 : :
2843 : 0 : for_each_populated_zone(zone) {
2844 : 0 : drain_pages_zone(cpu, zone);
2845 : : }
2846 : 0 : }
2847 : :
2848 : : /*
2849 : : * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
2850 : : *
2851 : : * The CPU has to be pinned. When zone parameter is non-NULL, spill just
2852 : : * the single zone's pages.
2853 : : */
2854 : 3 : void drain_local_pages(struct zone *zone)
2855 : : {
2856 : 3 : int cpu = smp_processor_id();
2857 : :
2858 : 3 : if (zone)
2859 : 3 : drain_pages_zone(cpu, zone);
2860 : : else
2861 : 0 : drain_pages(cpu);
2862 : 3 : }
2863 : :
2864 : 3 : static void drain_local_pages_wq(struct work_struct *work)
2865 : : {
2866 : : struct pcpu_drain *drain;
2867 : :
2868 : : drain = container_of(work, struct pcpu_drain, work);
2869 : :
2870 : : /*
2871 : : * drain_all_pages doesn't use proper cpu hotplug protection so
2872 : : * we can race with cpu offline when the WQ can move this from
2873 : : * a cpu pinned worker to an unbound one. We can operate on a different
2874 : : * cpu which is allright but we also have to make sure to not move to
2875 : : * a different one.
2876 : : */
2877 : 3 : preempt_disable();
2878 : 3 : drain_local_pages(drain->zone);
2879 : 3 : preempt_enable();
2880 : 3 : }
2881 : :
2882 : : /*
2883 : : * Spill all the per-cpu pages from all CPUs back into the buddy allocator.
2884 : : *
2885 : : * When zone parameter is non-NULL, spill just the single zone's pages.
2886 : : *
2887 : : * Note that this can be extremely slow as the draining happens in a workqueue.
2888 : : */
2889 : 3 : void drain_all_pages(struct zone *zone)
2890 : : {
2891 : : int cpu;
2892 : :
2893 : : /*
2894 : : * Allocate in the BSS so we wont require allocation in
2895 : : * direct reclaim path for CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK=y
2896 : : */
2897 : : static cpumask_t cpus_with_pcps;
2898 : :
2899 : : /*
2900 : : * Make sure nobody triggers this path before mm_percpu_wq is fully
2901 : : * initialized.
2902 : : */
2903 : 3 : if (WARN_ON_ONCE(!mm_percpu_wq))
2904 : : return;
2905 : :
2906 : : /*
2907 : : * Do not drain if one is already in progress unless it's specific to
2908 : : * a zone. Such callers are primarily CMA and memory hotplug and need
2909 : : * the drain to be complete when the call returns.
2910 : : */
2911 : 3 : if (unlikely(!mutex_trylock(&pcpu_drain_mutex))) {
2912 : 0 : if (!zone)
2913 : : return;
2914 : 0 : mutex_lock(&pcpu_drain_mutex);
2915 : : }
2916 : :
2917 : : /*
2918 : : * We don't care about racing with CPU hotplug event
2919 : : * as offline notification will cause the notified
2920 : : * cpu to drain that CPU pcps and on_each_cpu_mask
2921 : : * disables preemption as part of its processing
2922 : : */
2923 : 3 : for_each_online_cpu(cpu) {
2924 : : struct per_cpu_pageset *pcp;
2925 : : struct zone *z;
2926 : : bool has_pcps = false;
2927 : :
2928 : 3 : if (zone) {
2929 : 3 : pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
2930 : 3 : if (pcp->pcp.count)
2931 : : has_pcps = true;
2932 : : } else {
2933 : 0 : for_each_populated_zone(z) {
2934 : 0 : pcp = per_cpu_ptr(z->pageset, cpu);
2935 : 0 : if (pcp->pcp.count) {
2936 : : has_pcps = true;
2937 : : break;
2938 : : }
2939 : : }
2940 : : }
2941 : :
2942 : 3 : if (has_pcps)
2943 : : cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
2944 : : else
2945 : : cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_with_pcps);
2946 : : }
2947 : :
2948 : 3 : for_each_cpu(cpu, &cpus_with_pcps) {
2949 : 3 : struct pcpu_drain *drain = per_cpu_ptr(&pcpu_drain, cpu);
2950 : :
2951 : 3 : drain->zone = zone;
2952 : 3 : INIT_WORK(&drain->work, drain_local_pages_wq);
2953 : 3 : queue_work_on(cpu, mm_percpu_wq, &drain->work);
2954 : : }
2955 : 3 : for_each_cpu(cpu, &cpus_with_pcps)
2956 : 3 : flush_work(&per_cpu_ptr(&pcpu_drain, cpu)->work);
2957 : :
2958 : 3 : mutex_unlock(&pcpu_drain_mutex);
2959 : : }
2960 : :
2961 : : #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2962 : :
2963 : : /*
2964 : : * Touch the watchdog for every WD_PAGE_COUNT pages.
2965 : : */
2966 : : #define WD_PAGE_COUNT (128*1024)
2967 : :
2968 : : void mark_free_pages(struct zone *zone)
2969 : : {
2970 : : unsigned long pfn, max_zone_pfn, page_count = WD_PAGE_COUNT;
2971 : : unsigned long flags;
2972 : : unsigned int order, t;
2973 : : struct page *page;
2974 : :
2975 : : if (zone_is_empty(zone))
2976 : : return;
2977 : :
2978 : : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2979 : :
2980 : : max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
2981 : : for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
2982 : : if (pfn_valid(pfn)) {
2983 : : page = pfn_to_page(pfn);
2984 : :
2985 : : if (!--page_count) {
2986 : : touch_nmi_watchdog();
2987 : : page_count = WD_PAGE_COUNT;
2988 : : }
2989 : :
2990 : : if (page_zone(page) != zone)
2991 : : continue;
2992 : :
2993 : : if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
2994 : : swsusp_unset_page_free(page);
2995 : : }
2996 : :
2997 : : for_each_migratetype_order(order, t) {
2998 : : list_for_each_entry(page,
2999 : : &zone->free_area[order].free_list[t], lru) {
3000 : : unsigned long i;
3001 : :
3002 : : pfn = page_to_pfn(page);
3003 : : for (i = 0; i < (1UL << order); i++) {
3004 : : if (!--page_count) {
3005 : : touch_nmi_watchdog();
3006 : : page_count = WD_PAGE_COUNT;
3007 : : }
3008 : : swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
3009 : : }
3010 : : }
3011 : : }
3012 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3013 : : }
3014 : : #endif /* CONFIG_PM */
3015 : :
3016 : 3 : static bool free_unref_page_prepare(struct page *page, unsigned long pfn)
3017 : : {
3018 : : int migratetype;
3019 : :
3020 : 3 : if (!free_pcp_prepare(page))
3021 : : return false;
3022 : :
3023 : : migratetype = get_pfnblock_migratetype(page, pfn);
3024 : : set_pcppage_migratetype(page, migratetype);
3025 : 3 : return true;
3026 : : }
3027 : :
3028 : 3 : static void free_unref_page_commit(struct page *page, unsigned long pfn)
3029 : : {
3030 : : struct zone *zone = page_zone(page);
3031 : : struct per_cpu_pages *pcp;
3032 : : int migratetype;
3033 : :
3034 : : migratetype = get_pcppage_migratetype(page);
3035 : : __count_vm_event(PGFREE);
3036 : :
3037 : : /*
3038 : : * We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
3039 : : * Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
3040 : : * offlined but treat HIGHATOMIC as movable pages so we can get those
3041 : : * areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
3042 : : * excessively into the page allocator
3043 : : */
3044 : 3 : if (migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES) {
3045 : 3 : if (unlikely(is_migrate_isolate(migratetype))) {
3046 : 3 : free_one_page(zone, page, pfn, 0, migratetype);
3047 : 3 : return;
3048 : : }
3049 : : migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
3050 : : }
3051 : :
3052 : 3 : pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
3053 : 3 : list_add(&page->lru, &pcp->lists[migratetype]);
3054 : 3 : pcp->count++;
3055 : 3 : if (pcp->count >= pcp->high) {
3056 : 3 : unsigned long batch = READ_ONCE(pcp->batch);
3057 : 3 : free_pcppages_bulk(zone, batch, pcp);
3058 : : }
3059 : : }
3060 : :
3061 : : /*
3062 : : * Free a 0-order page
3063 : : */
3064 : 3 : void free_unref_page(struct page *page)
3065 : : {
3066 : : unsigned long flags;
3067 : 3 : unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
3068 : :
3069 : 3 : if (!free_unref_page_prepare(page, pfn))
3070 : 3 : return;
3071 : :
3072 : 3 : local_irq_save(flags);
3073 : 3 : free_unref_page_commit(page, pfn);
3074 : 3 : local_irq_restore(flags);
3075 : : }
3076 : :
3077 : : /*
3078 : : * Free a list of 0-order pages
3079 : : */
3080 : 3 : void free_unref_page_list(struct list_head *list)
3081 : : {
3082 : : struct page *page, *next;
3083 : : unsigned long flags, pfn;
3084 : : int batch_count = 0;
3085 : :
3086 : : /* Prepare pages for freeing */
3087 : 3 : list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
3088 : 3 : pfn = page_to_pfn(page);
3089 : 3 : if (!free_unref_page_prepare(page, pfn))
3090 : : list_del(&page->lru);
3091 : 3 : set_page_private(page, pfn);
3092 : : }
3093 : :
3094 : 3 : local_irq_save(flags);
3095 : 3 : list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
3096 : 3 : unsigned long pfn = page_private(page);
3097 : :
3098 : 3 : set_page_private(page, 0);
3099 : 3 : trace_mm_page_free_batched(page);
3100 : 3 : free_unref_page_commit(page, pfn);
3101 : :
3102 : : /*
3103 : : * Guard against excessive IRQ disabled times when we get
3104 : : * a large list of pages to free.
3105 : : */
3106 : 3 : if (++batch_count == SWAP_CLUSTER_MAX) {
3107 : 3 : local_irq_restore(flags);
3108 : : batch_count = 0;
3109 : 3 : local_irq_save(flags);
3110 : : }
3111 : : }
3112 : 3 : local_irq_restore(flags);
3113 : 3 : }
3114 : :
3115 : : /*
3116 : : * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
3117 : : * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
3118 : : * Each sub-page must be freed individually.
3119 : : *
3120 : : * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
3121 : : * Please consult with lkml before using this in your driver.
3122 : : */
3123 : 3 : void split_page(struct page *page, unsigned int order)
3124 : : {
3125 : : int i;
3126 : :
3127 : : VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page), page);
3128 : : VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
3129 : :
3130 : 3 : for (i = 1; i < (1 << order); i++)
3131 : 3 : set_page_refcounted(page + i);
3132 : : split_page_owner(page, order);
3133 : 3 : }
3134 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(split_page);
3135 : :
3136 : 3 : int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order)
3137 : : {
3138 : : struct free_area *area = &page_zone(page)->free_area[order];
3139 : : unsigned long watermark;
3140 : : struct zone *zone;
3141 : : int mt;
3142 : :
3143 : 3 : BUG_ON(!PageBuddy(page));
3144 : :
3145 : : zone = page_zone(page);
3146 : 3 : mt = get_pageblock_migratetype(page);
3147 : :
3148 : 3 : if (!is_migrate_isolate(mt)) {
3149 : : /*
3150 : : * Obey watermarks as if the page was being allocated. We can
3151 : : * emulate a high-order watermark check with a raised order-0
3152 : : * watermark, because we already know our high-order page
3153 : : * exists.
3154 : : */
3155 : 0 : watermark = zone->_watermark[WMARK_MIN] + (1UL << order);
3156 : 0 : if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, ALLOC_CMA))
3157 : : return 0;
3158 : :
3159 : 0 : __mod_zone_freepage_state(zone, -(1UL << order), mt);
3160 : : }
3161 : :
3162 : : /* Remove page from free list */
3163 : :
3164 : : del_page_from_free_area(page, area);
3165 : :
3166 : : /*
3167 : : * Set the pageblock if the isolated page is at least half of a
3168 : : * pageblock
3169 : : */
3170 : 3 : if (order >= pageblock_order - 1) {
3171 : 3 : struct page *endpage = page + (1 << order) - 1;
3172 : 3 : for (; page < endpage; page += pageblock_nr_pages) {
3173 : 3 : int mt = get_pageblock_migratetype(page);
3174 : 3 : if (!is_migrate_isolate(mt) && !is_migrate_cma(mt)
3175 : 0 : && !is_migrate_highatomic(mt))
3176 : 0 : set_pageblock_migratetype(page,
3177 : : MIGRATE_MOVABLE);
3178 : : }
3179 : : }
3180 : :
3181 : :
3182 : 3 : return 1UL << order;
3183 : : }
3184 : :
3185 : : /*
3186 : : * Update NUMA hit/miss statistics
3187 : : *
3188 : : * Must be called with interrupts disabled.
3189 : : */
3190 : : static inline void zone_statistics(struct zone *preferred_zone, struct zone *z)
3191 : : {
3192 : : #ifdef CONFIG_NUMA
3193 : : enum numa_stat_item local_stat = NUMA_LOCAL;
3194 : :
3195 : : /* skip numa counters update if numa stats is disabled */
3196 : : if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
3197 : : return;
3198 : :
3199 : : if (zone_to_nid(z) != numa_node_id())
3200 : : local_stat = NUMA_OTHER;
3201 : :
3202 : : if (zone_to_nid(z) == zone_to_nid(preferred_zone))
3203 : : __inc_numa_state(z, NUMA_HIT);
3204 : : else {
3205 : : __inc_numa_state(z, NUMA_MISS);
3206 : : __inc_numa_state(preferred_zone, NUMA_FOREIGN);
3207 : : }
3208 : : __inc_numa_state(z, local_stat);
3209 : : #endif
3210 : : }
3211 : :
3212 : : /* Remove page from the per-cpu list, caller must protect the list */
3213 : 3 : static struct page *__rmqueue_pcplist(struct zone *zone, int migratetype,
3214 : : unsigned int alloc_flags,
3215 : : struct per_cpu_pages *pcp,
3216 : : struct list_head *list)
3217 : : {
3218 : : struct page *page;
3219 : :
3220 : : do {
3221 : 3 : if (list_empty(list)) {
3222 : 3 : pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
3223 : 3 : pcp->batch, list,
3224 : : migratetype, alloc_flags);
3225 : 3 : if (unlikely(list_empty(list)))
3226 : : return NULL;
3227 : : }
3228 : :
3229 : 3 : page = list_first_entry(list, struct page, lru);
3230 : : list_del(&page->lru);
3231 : 3 : pcp->count--;
3232 : : } while (check_new_pcp(page));
3233 : :
3234 : 3 : return page;
3235 : : }
3236 : :
3237 : : /* Lock and remove page from the per-cpu list */
3238 : 3 : static struct page *rmqueue_pcplist(struct zone *preferred_zone,
3239 : : struct zone *zone, gfp_t gfp_flags,
3240 : : int migratetype, unsigned int alloc_flags)
3241 : : {
3242 : : struct per_cpu_pages *pcp;
3243 : : struct list_head *list;
3244 : : struct page *page;
3245 : : unsigned long flags;
3246 : :
3247 : 3 : local_irq_save(flags);
3248 : 3 : pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
3249 : 3 : list = &pcp->lists[migratetype];
3250 : 3 : page = __rmqueue_pcplist(zone, migratetype, alloc_flags, pcp, list);
3251 : 3 : if (page) {
3252 : 3 : __count_zid_vm_events(PGALLOC, page_zonenum(page), 1);
3253 : : zone_statistics(preferred_zone, zone);
3254 : : }
3255 : 3 : local_irq_restore(flags);
3256 : 3 : return page;
3257 : : }
3258 : :
3259 : : /*
3260 : : * Allocate a page from the given zone. Use pcplists for order-0 allocations.
3261 : : */
3262 : : static inline
3263 : 3 : struct page *rmqueue(struct zone *preferred_zone,
3264 : : struct zone *zone, unsigned int order,
3265 : : gfp_t gfp_flags, unsigned int alloc_flags,
3266 : : int migratetype)
3267 : : {
3268 : : unsigned long flags;
3269 : : struct page *page;
3270 : :
3271 : 3 : if (likely(order == 0)) {
3272 : 3 : page = rmqueue_pcplist(preferred_zone, zone, gfp_flags,
3273 : : migratetype, alloc_flags);
3274 : 3 : goto out;
3275 : : }
3276 : :
3277 : : /*
3278 : : * We most definitely don't want callers attempting to
3279 : : * allocate greater than order-1 page units with __GFP_NOFAIL.
3280 : : */
3281 : 3 : WARN_ON_ONCE((gfp_flags & __GFP_NOFAIL) && (order > 1));
3282 : 3 : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3283 : :
3284 : : do {
3285 : : page = NULL;
3286 : 3 : if (alloc_flags & ALLOC_HARDER) {
3287 : : page = __rmqueue_smallest(zone, order, MIGRATE_HIGHATOMIC);
3288 : 0 : if (page)
3289 : 0 : trace_mm_page_alloc_zone_locked(page, order, migratetype);
3290 : : }
3291 : 3 : if (!page)
3292 : : page = __rmqueue(zone, order, migratetype, alloc_flags);
3293 : 3 : } while (page && check_new_pages(page, order));
3294 : : spin_unlock(&zone->lock);
3295 : 3 : if (!page)
3296 : : goto failed;
3297 : 3 : __mod_zone_freepage_state(zone, -(1 << order),
3298 : : get_pcppage_migratetype(page));
3299 : :
3300 : 3 : __count_zid_vm_events(PGALLOC, page_zonenum(page), 1 << order);
3301 : : zone_statistics(preferred_zone, zone);
3302 : 3 : local_irq_restore(flags);
3303 : :
3304 : : out:
3305 : : /* Separate test+clear to avoid unnecessary atomics */
3306 : 3 : if (test_bit(ZONE_BOOSTED_WATERMARK, &zone->flags)) {
3307 : 0 : clear_bit(ZONE_BOOSTED_WATERMARK, &zone->flags);
3308 : 0 : wakeup_kswapd(zone, 0, 0, zone_idx(zone));
3309 : : }
3310 : :
3311 : : VM_BUG_ON_PAGE(page && bad_range(zone, page), page);
3312 : 3 : return page;
3313 : :
3314 : : failed:
3315 : 0 : local_irq_restore(flags);
3316 : : return NULL;
3317 : : }
3318 : :
3319 : : #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
3320 : :
3321 : : static struct {
3322 : : struct fault_attr attr;
3323 : :
3324 : : bool ignore_gfp_highmem;
3325 : : bool ignore_gfp_reclaim;
3326 : : u32 min_order;
3327 : : } fail_page_alloc = {
3328 : : .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3329 : : .ignore_gfp_reclaim = true,
3330 : : .ignore_gfp_highmem = true,
3331 : : .min_order = 1,
3332 : : };
3333 : :
3334 : : static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
3335 : : {
3336 : : return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
3337 : : }
3338 : : __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
3339 : :
3340 : : static bool __should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3341 : : {
3342 : : if (order < fail_page_alloc.min_order)
3343 : : return false;
3344 : : if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
3345 : : return false;
3346 : : if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
3347 : : return false;
3348 : : if (fail_page_alloc.ignore_gfp_reclaim &&
3349 : : (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
3350 : : return false;
3351 : :
3352 : : return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
3353 : : }
3354 : :
3355 : : #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3356 : :
3357 : : static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
3358 : : {
3359 : : umode_t mode = S_IFREG | 0600;
3360 : : struct dentry *dir;
3361 : :
3362 : : dir = fault_create_debugfs_attr("fail_page_alloc", NULL,
3363 : : &fail_page_alloc.attr);
3364 : :
3365 : : debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3366 : : &fail_page_alloc.ignore_gfp_reclaim);
3367 : : debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
3368 : : &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
3369 : : debugfs_create_u32("min-order", mode, dir, &fail_page_alloc.min_order);
3370 : :
3371 : : return 0;
3372 : : }
3373 : :
3374 : : late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
3375 : :
3376 : : #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3377 : :
3378 : : #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
3379 : :
3380 : : static inline bool __should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3381 : : {
3382 : : return false;
3383 : : }
3384 : :
3385 : : #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
3386 : :
3387 : 3 : static noinline bool should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3388 : : {
3389 : 3 : return __should_fail_alloc_page(gfp_mask, order);
3390 : : }
3391 : : ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_alloc_page, TRUE);
3392 : :
3393 : : /*
3394 : : * Return true if free base pages are above 'mark'. For high-order checks it
3395 : : * will return true of the order-0 watermark is reached and there is at least
3396 : : * one free page of a suitable size. Checking now avoids taking the zone lock
3397 : : * to check in the allocation paths if no pages are free.
3398 : : */
3399 : 3 : bool __zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
3400 : : int classzone_idx, unsigned int alloc_flags,
3401 : : long free_pages)
3402 : : {
3403 : 3 : long min = mark;
3404 : : int o;
3405 : 3 : const bool alloc_harder = (alloc_flags & (ALLOC_HARDER|ALLOC_OOM));
3406 : :
3407 : : /* free_pages may go negative - that's OK */
3408 : 3 : free_pages -= (1 << order) - 1;
3409 : :
3410 : 3 : if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
3411 : 0 : min -= min / 2;
3412 : :
3413 : : /*
3414 : : * If the caller does not have rights to ALLOC_HARDER then subtract
3415 : : * the high-atomic reserves. This will over-estimate the size of the
3416 : : * atomic reserve but it avoids a search.
3417 : : */
3418 : 3 : if (likely(!alloc_harder)) {
3419 : 3 : free_pages -= z->nr_reserved_highatomic;
3420 : : } else {
3421 : : /*
3422 : : * OOM victims can try even harder than normal ALLOC_HARDER
3423 : : * users on the grounds that it's definitely going to be in
3424 : : * the exit path shortly and free memory. Any allocation it
3425 : : * makes during the free path will be small and short-lived.
3426 : : */
3427 : 0 : if (alloc_flags & ALLOC_OOM)
3428 : 0 : min -= min / 2;
3429 : : else
3430 : 0 : min -= min / 4;
3431 : : }
3432 : :
3433 : :
3434 : : #ifdef CONFIG_CMA
3435 : : /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
3436 : 3 : if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
3437 : 3 : free_pages -= zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
3438 : : #endif
3439 : :
3440 : : /*
3441 : : * Check watermarks for an order-0 allocation request. If these
3442 : : * are not met, then a high-order request also cannot go ahead
3443 : : * even if a suitable page happened to be free.
3444 : : */
3445 : 3 : if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
3446 : : return false;
3447 : :
3448 : : /* If this is an order-0 request then the watermark is fine */
3449 : 3 : if (!order)
3450 : : return true;
3451 : :
3452 : : /* For a high-order request, check at least one suitable page is free */
3453 : 3 : for (o = order; o < MAX_ORDER; o++) {
3454 : : struct free_area *area = &z->free_area[o];
3455 : : int mt;
3456 : :
3457 : 3 : if (!area->nr_free)
3458 : 3 : continue;
3459 : :
3460 : 3 : for (mt = 0; mt < MIGRATE_PCPTYPES; mt++) {
3461 : 3 : if (!free_area_empty(area, mt))
3462 : : return true;
3463 : : }
3464 : :
3465 : : #ifdef CONFIG_CMA
3466 : 3 : if ((alloc_flags & ALLOC_CMA) &&
3467 : : !free_area_empty(area, MIGRATE_CMA)) {
3468 : : return true;
3469 : : }
3470 : : #endif
3471 : 3 : if (alloc_harder &&
3472 : 0 : !list_empty(&area->free_list[MIGRATE_HIGHATOMIC]))
3473 : : return true;
3474 : : }
3475 : : return false;
3476 : : }
3477 : :
3478 : 0 : bool zone_watermark_ok(struct zone *z, unsigned int order, unsigned long mark,
3479 : : int classzone_idx, unsigned int alloc_flags)
3480 : : {
3481 : 0 : return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
3482 : : zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES));
3483 : : }
3484 : :
3485 : 3 : static inline bool zone_watermark_fast(struct zone *z, unsigned int order,
3486 : : unsigned long mark, int classzone_idx, unsigned int alloc_flags)
3487 : : {
3488 : : long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
3489 : : long cma_pages = 0;
3490 : :
3491 : : #ifdef CONFIG_CMA
3492 : : /* If allocation can't use CMA areas don't use free CMA pages */
3493 : 3 : if (!(alloc_flags & ALLOC_CMA))
3494 : : cma_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_CMA_PAGES);
3495 : : #endif
3496 : :
3497 : : /*
3498 : : * Fast check for order-0 only. If this fails then the reserves
3499 : : * need to be calculated. There is a corner case where the check
3500 : : * passes but only the high-order atomic reserve are free. If
3501 : : * the caller is !atomic then it'll uselessly search the free
3502 : : * list. That corner case is then slower but it is harmless.
3503 : : */
3504 : 3 : if (!order && (free_pages - cma_pages) > mark + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
3505 : : return true;
3506 : :
3507 : 3 : return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, alloc_flags,
3508 : : free_pages);
3509 : : }
3510 : :
3511 : 3 : bool zone_watermark_ok_safe(struct zone *z, unsigned int order,
3512 : : unsigned long mark, int classzone_idx)
3513 : : {
3514 : : long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
3515 : :
3516 : 3 : if (z->percpu_drift_mark && free_pages < z->percpu_drift_mark)
3517 : 0 : free_pages = zone_page_state_snapshot(z, NR_FREE_PAGES);
3518 : :
3519 : 3 : return __zone_watermark_ok(z, order, mark, classzone_idx, 0,
3520 : : free_pages);
3521 : : }
3522 : :
3523 : : #ifdef CONFIG_NUMA
3524 : : static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
3525 : : {
3526 : : return node_distance(zone_to_nid(local_zone), zone_to_nid(zone)) <=
3527 : : node_reclaim_distance;
3528 : : }
3529 : : #else /* CONFIG_NUMA */
3530 : : static bool zone_allows_reclaim(struct zone *local_zone, struct zone *zone)
3531 : : {
3532 : : return true;
3533 : : }
3534 : : #endif /* CONFIG_NUMA */
3535 : :
3536 : : /*
3537 : : * The restriction on ZONE_DMA32 as being a suitable zone to use to avoid
3538 : : * fragmentation is subtle. If the preferred zone was HIGHMEM then
3539 : : * premature use of a lower zone may cause lowmem pressure problems that
3540 : : * are worse than fragmentation. If the next zone is ZONE_DMA then it is
3541 : : * probably too small. It only makes sense to spread allocations to avoid
3542 : : * fragmentation between the Normal and DMA32 zones.
3543 : : */
3544 : : static inline unsigned int
3545 : : alloc_flags_nofragment(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask)
3546 : : {
3547 : : unsigned int alloc_flags = 0;
3548 : :
3549 : 3 : if (gfp_mask & __GFP_KSWAPD_RECLAIM)
3550 : : alloc_flags |= ALLOC_KSWAPD;
3551 : :
3552 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
3553 : : if (!zone)
3554 : : return alloc_flags;
3555 : :
3556 : : if (zone_idx(zone) != ZONE_NORMAL)
3557 : : return alloc_flags;
3558 : :
3559 : : /*
3560 : : * If ZONE_DMA32 exists, assume it is the one after ZONE_NORMAL and
3561 : : * the pointer is within zone->zone_pgdat->node_zones[]. Also assume
3562 : : * on UMA that if Normal is populated then so is DMA32.
3563 : : */
3564 : : BUILD_BUG_ON(ZONE_NORMAL - ZONE_DMA32 != 1);
3565 : : if (nr_online_nodes > 1 && !populated_zone(--zone))
3566 : : return alloc_flags;
3567 : :
3568 : : alloc_flags |= ALLOC_NOFRAGMENT;
3569 : : #endif /* CONFIG_ZONE_DMA32 */
3570 : : return alloc_flags;
3571 : : }
3572 : :
3573 : : /*
3574 : : * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
3575 : : * a page.
3576 : : */
3577 : : static struct page *
3578 : 3 : get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, int alloc_flags,
3579 : : const struct alloc_context *ac)
3580 : : {
3581 : : struct zoneref *z;
3582 : : struct zone *zone;
3583 : : struct pglist_data *last_pgdat_dirty_limit = NULL;
3584 : : bool no_fallback;
3585 : :
3586 : : retry:
3587 : : /*
3588 : : * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
3589 : : * See also __cpuset_node_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
3590 : : */
3591 : : no_fallback = alloc_flags & ALLOC_NOFRAGMENT;
3592 : 3 : z = ac->preferred_zoneref;
3593 : 3 : for_next_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, ac->high_zoneidx,
3594 : : ac->nodemask) {
3595 : : struct page *page;
3596 : : unsigned long mark;
3597 : :
3598 : 3 : if (cpusets_enabled() &&
3599 : 0 : (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
3600 : : !__cpuset_zone_allowed(zone, gfp_mask))
3601 : 0 : continue;
3602 : : /*
3603 : : * When allocating a page cache page for writing, we
3604 : : * want to get it from a node that is within its dirty
3605 : : * limit, such that no single node holds more than its
3606 : : * proportional share of globally allowed dirty pages.
3607 : : * The dirty limits take into account the node's
3608 : : * lowmem reserves and high watermark so that kswapd
3609 : : * should be able to balance it without having to
3610 : : * write pages from its LRU list.
3611 : : *
3612 : : * XXX: For now, allow allocations to potentially
3613 : : * exceed the per-node dirty limit in the slowpath
3614 : : * (spread_dirty_pages unset) before going into reclaim,
3615 : : * which is important when on a NUMA setup the allowed
3616 : : * nodes are together not big enough to reach the
3617 : : * global limit. The proper fix for these situations
3618 : : * will require awareness of nodes in the
3619 : : * dirty-throttling and the flusher threads.
3620 : : */
3621 : 3 : if (ac->spread_dirty_pages) {
3622 : 3 : if (last_pgdat_dirty_limit == zone->zone_pgdat)
3623 : 0 : continue;
3624 : :
3625 : 3 : if (!node_dirty_ok(zone->zone_pgdat)) {
3626 : 0 : last_pgdat_dirty_limit = zone->zone_pgdat;
3627 : 0 : continue;
3628 : : }
3629 : : }
3630 : :
3631 : : if (no_fallback && nr_online_nodes > 1 &&
3632 : : zone != ac->preferred_zoneref->zone) {
3633 : : int local_nid;
3634 : :
3635 : : /*
3636 : : * If moving to a remote node, retry but allow
3637 : : * fragmenting fallbacks. Locality is more important
3638 : : * than fragmentation avoidance.
3639 : : */
3640 : : local_nid = zone_to_nid(ac->preferred_zoneref->zone);
3641 : : if (zone_to_nid(zone) != local_nid) {
3642 : : alloc_flags &= ~ALLOC_NOFRAGMENT;
3643 : : goto retry;
3644 : : }
3645 : : }
3646 : :
3647 : 3 : mark = wmark_pages(zone, alloc_flags & ALLOC_WMARK_MASK);
3648 : 3 : if (!zone_watermark_fast(zone, order, mark,
3649 : : ac_classzone_idx(ac), alloc_flags)) {
3650 : : int ret;
3651 : :
3652 : : #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
3653 : : /*
3654 : : * Watermark failed for this zone, but see if we can
3655 : : * grow this zone if it contains deferred pages.
3656 : : */
3657 : : if (static_branch_unlikely(&deferred_pages)) {
3658 : : if (_deferred_grow_zone(zone, order))
3659 : : goto try_this_zone;
3660 : : }
3661 : : #endif
3662 : : /* Checked here to keep the fast path fast */
3663 : : BUILD_BUG_ON(ALLOC_NO_WATERMARKS < NR_WMARK);
3664 : 0 : if (alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)
3665 : : goto try_this_zone;
3666 : :
3667 : : if (node_reclaim_mode == 0 ||
3668 : : !zone_allows_reclaim(ac->preferred_zoneref->zone, zone))
3669 : 0 : continue;
3670 : :
3671 : : ret = node_reclaim(zone->zone_pgdat, gfp_mask, order);
3672 : : switch (ret) {
3673 : : case NODE_RECLAIM_NOSCAN:
3674 : : /* did not scan */
3675 : : continue;
3676 : : case NODE_RECLAIM_FULL:
3677 : : /* scanned but unreclaimable */
3678 : : continue;
3679 : : default:
3680 : : /* did we reclaim enough */
3681 : : if (zone_watermark_ok(zone, order, mark,
3682 : : ac_classzone_idx(ac), alloc_flags))
3683 : : goto try_this_zone;
3684 : :
3685 : : continue;
3686 : : }
3687 : : }
3688 : :
3689 : : try_this_zone:
3690 : 3 : page = rmqueue(ac->preferred_zoneref->zone, zone, order,
3691 : : gfp_mask, alloc_flags, ac->migratetype);
3692 : 3 : if (page) {
3693 : 3 : prep_new_page(page, order, gfp_mask, alloc_flags);
3694 : :
3695 : : /*
3696 : : * If this is a high-order atomic allocation then check
3697 : : * if the pageblock should be reserved for the future
3698 : : */
3699 : 3 : if (unlikely(order && (alloc_flags & ALLOC_HARDER)))
3700 : 0 : reserve_highatomic_pageblock(page, zone, order);
3701 : :
3702 : 3 : return page;
3703 : : } else {
3704 : : #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
3705 : : /* Try again if zone has deferred pages */
3706 : : if (static_branch_unlikely(&deferred_pages)) {
3707 : : if (_deferred_grow_zone(zone, order))
3708 : : goto try_this_zone;
3709 : : }
3710 : : #endif
3711 : : }
3712 : : }
3713 : :
3714 : : /*
3715 : : * It's possible on a UMA machine to get through all zones that are
3716 : : * fragmented. If avoiding fragmentation, reset and try again.
3717 : : */
3718 : : if (no_fallback) {
3719 : : alloc_flags &= ~ALLOC_NOFRAGMENT;
3720 : : goto retry;
3721 : : }
3722 : :
3723 : : return NULL;
3724 : : }
3725 : :
3726 : 0 : static void warn_alloc_show_mem(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
3727 : : {
3728 : : unsigned int filter = SHOW_MEM_FILTER_NODES;
3729 : :
3730 : : /*
3731 : : * This documents exceptions given to allocations in certain
3732 : : * contexts that are allowed to allocate outside current's set
3733 : : * of allowed nodes.
3734 : : */
3735 : 0 : if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
3736 : 0 : if (tsk_is_oom_victim(current) ||
3737 : 0 : (current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_EXITING)))
3738 : : filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
3739 : 0 : if (in_interrupt() || !(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
3740 : : filter &= ~SHOW_MEM_FILTER_NODES;
3741 : :
3742 : 0 : show_mem(filter, nodemask);
3743 : 0 : }
3744 : :
3745 : 0 : void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...)
3746 : : {
3747 : : struct va_format vaf;
3748 : : va_list args;
3749 : : static DEFINE_RATELIMIT_STATE(nopage_rs, 10*HZ, 1);
3750 : :
3751 : 0 : if ((gfp_mask & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&nopage_rs))
3752 : 0 : return;
3753 : :
3754 : 0 : va_start(args, fmt);
3755 : 0 : vaf.fmt = fmt;
3756 : 0 : vaf.va = &args;
3757 : 0 : pr_warn("%s: %pV, mode:%#x(%pGg), nodemask=%*pbl",
3758 : : current->comm, &vaf, gfp_mask, &gfp_mask,
3759 : : nodemask_pr_args(nodemask));
3760 : 0 : va_end(args);
3761 : :
3762 : 0 : cpuset_print_current_mems_allowed();
3763 : 0 : pr_cont("\n");
3764 : 0 : dump_stack();
3765 : 0 : warn_alloc_show_mem(gfp_mask, nodemask);
3766 : : }
3767 : :
3768 : : static inline struct page *
3769 : 0 : __alloc_pages_cpuset_fallback(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3770 : : unsigned int alloc_flags,
3771 : : const struct alloc_context *ac)
3772 : : {
3773 : : struct page *page;
3774 : :
3775 : 0 : page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
3776 : 0 : alloc_flags|ALLOC_CPUSET, ac);
3777 : : /*
3778 : : * fallback to ignore cpuset restriction if our nodes
3779 : : * are depleted
3780 : : */
3781 : 0 : if (!page)
3782 : 0 : page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
3783 : : alloc_flags, ac);
3784 : :
3785 : 0 : return page;
3786 : : }
3787 : :
3788 : : static inline struct page *
3789 : 0 : __alloc_pages_may_oom(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3790 : : const struct alloc_context *ac, unsigned long *did_some_progress)
3791 : : {
3792 : 0 : struct oom_control oc = {
3793 : 0 : .zonelist = ac->zonelist,
3794 : 0 : .nodemask = ac->nodemask,
3795 : : .memcg = NULL,
3796 : : .gfp_mask = gfp_mask,
3797 : : .order = order,
3798 : : };
3799 : : struct page *page;
3800 : :
3801 : 0 : *did_some_progress = 0;
3802 : :
3803 : : /*
3804 : : * Acquire the oom lock. If that fails, somebody else is
3805 : : * making progress for us.
3806 : : */
3807 : 0 : if (!mutex_trylock(&oom_lock)) {
3808 : 0 : *did_some_progress = 1;
3809 : 0 : schedule_timeout_uninterruptible(1);
3810 : 0 : return NULL;
3811 : : }
3812 : :
3813 : : /*
3814 : : * Go through the zonelist yet one more time, keep very high watermark
3815 : : * here, this is only to catch a parallel oom killing, we must fail if
3816 : : * we're still under heavy pressure. But make sure that this reclaim
3817 : : * attempt shall not depend on __GFP_DIRECT_RECLAIM && !__GFP_NORETRY
3818 : : * allocation which will never fail due to oom_lock already held.
3819 : : */
3820 : 0 : page = get_page_from_freelist((gfp_mask | __GFP_HARDWALL) &
3821 : : ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, order,
3822 : : ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET, ac);
3823 : 0 : if (page)
3824 : : goto out;
3825 : :
3826 : : /* Coredumps can quickly deplete all memory reserves */
3827 : 0 : if (current->flags & PF_DUMPCORE)
3828 : : goto out;
3829 : : /* The OOM killer will not help higher order allocs */
3830 : 0 : if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
3831 : : goto out;
3832 : : /*
3833 : : * We have already exhausted all our reclaim opportunities without any
3834 : : * success so it is time to admit defeat. We will skip the OOM killer
3835 : : * because it is very likely that the caller has a more reasonable
3836 : : * fallback than shooting a random task.
3837 : : */
3838 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
3839 : : goto out;
3840 : : /* The OOM killer does not needlessly kill tasks for lowmem */
3841 : : if (ac->high_zoneidx < ZONE_NORMAL)
3842 : : goto out;
3843 : : if (pm_suspended_storage())
3844 : : goto out;
3845 : : /*
3846 : : * XXX: GFP_NOFS allocations should rather fail than rely on
3847 : : * other request to make a forward progress.
3848 : : * We are in an unfortunate situation where out_of_memory cannot
3849 : : * do much for this context but let's try it to at least get
3850 : : * access to memory reserved if the current task is killed (see
3851 : : * out_of_memory). Once filesystems are ready to handle allocation
3852 : : * failures more gracefully we should just bail out here.
3853 : : */
3854 : :
3855 : : /* The OOM killer may not free memory on a specific node */
3856 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
3857 : : goto out;
3858 : :
3859 : : /* Exhausted what can be done so it's blame time */
3860 : 0 : if (out_of_memory(&oc) || WARN_ON_ONCE(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
3861 : 0 : *did_some_progress = 1;
3862 : :
3863 : : /*
3864 : : * Help non-failing allocations by giving them access to memory
3865 : : * reserves
3866 : : */
3867 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
3868 : 0 : page = __alloc_pages_cpuset_fallback(gfp_mask, order,
3869 : : ALLOC_NO_WATERMARKS, ac);
3870 : : }
3871 : : out:
3872 : 0 : mutex_unlock(&oom_lock);
3873 : 0 : return page;
3874 : : }
3875 : :
3876 : : /*
3877 : : * Maximum number of compaction retries wit a progress before OOM
3878 : : * killer is consider as the only way to move forward.
3879 : : */
3880 : : #define MAX_COMPACT_RETRIES 16
3881 : :
3882 : : #ifdef CONFIG_COMPACTION
3883 : : /* Try memory compaction for high-order allocations before reclaim */
3884 : : static struct page *
3885 : 0 : __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
3886 : : unsigned int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
3887 : : enum compact_priority prio, enum compact_result *compact_result)
3888 : : {
3889 : 0 : struct page *page = NULL;
3890 : : unsigned long pflags;
3891 : : unsigned int noreclaim_flag;
3892 : :
3893 : 0 : if (!order)
3894 : : return NULL;
3895 : :
3896 : : psi_memstall_enter(&pflags);
3897 : : noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
3898 : :
3899 : 0 : *compact_result = try_to_compact_pages(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
3900 : : prio, &page);
3901 : :
3902 : : memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
3903 : : psi_memstall_leave(&pflags);
3904 : :
3905 : : /*
3906 : : * At least in one zone compaction wasn't deferred or skipped, so let's
3907 : : * count a compaction stall
3908 : : */
3909 : : count_vm_event(COMPACTSTALL);
3910 : :
3911 : : /* Prep a captured page if available */
3912 : 0 : if (page)
3913 : 0 : prep_new_page(page, order, gfp_mask, alloc_flags);
3914 : :
3915 : : /* Try get a page from the freelist if available */
3916 : 0 : if (!page)
3917 : 0 : page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
3918 : :
3919 : 0 : if (page) {
3920 : : struct zone *zone = page_zone(page);
3921 : :
3922 : 0 : zone->compact_blockskip_flush = false;
3923 : 0 : compaction_defer_reset(zone, order, true);
3924 : : count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
3925 : 0 : return page;
3926 : : }
3927 : :
3928 : : /*
3929 : : * It's bad if compaction run occurs and fails. The most likely reason
3930 : : * is that pages exist, but not enough to satisfy watermarks.
3931 : : */
3932 : : count_vm_event(COMPACTFAIL);
3933 : :
3934 : 0 : cond_resched();
3935 : :
3936 : 0 : return NULL;
3937 : : }
3938 : :
3939 : : static inline bool
3940 : 0 : should_compact_retry(struct alloc_context *ac, int order, int alloc_flags,
3941 : : enum compact_result compact_result,
3942 : : enum compact_priority *compact_priority,
3943 : : int *compaction_retries)
3944 : : {
3945 : : int max_retries = MAX_COMPACT_RETRIES;
3946 : : int min_priority;
3947 : : bool ret = false;
3948 : 0 : int retries = *compaction_retries;
3949 : 0 : enum compact_priority priority = *compact_priority;
3950 : :
3951 : 0 : if (!order)
3952 : : return false;
3953 : :
3954 : 0 : if (compaction_made_progress(compact_result))
3955 : 0 : (*compaction_retries)++;
3956 : :
3957 : : /*
3958 : : * compaction considers all the zone as desperately out of memory
3959 : : * so it doesn't really make much sense to retry except when the
3960 : : * failure could be caused by insufficient priority
3961 : : */
3962 : 0 : if (compaction_failed(compact_result))
3963 : : goto check_priority;
3964 : :
3965 : : /*
3966 : : * compaction was skipped because there are not enough order-0 pages
3967 : : * to work with, so we retry only if it looks like reclaim can help.
3968 : : */
3969 : 0 : if (compaction_needs_reclaim(compact_result)) {
3970 : 0 : ret = compaction_zonelist_suitable(ac, order, alloc_flags);
3971 : 0 : goto out;
3972 : : }
3973 : :
3974 : : /*
3975 : : * make sure the compaction wasn't deferred or didn't bail out early
3976 : : * due to locks contention before we declare that we should give up.
3977 : : * But the next retry should use a higher priority if allowed, so
3978 : : * we don't just keep bailing out endlessly.
3979 : : */
3980 : 0 : if (compaction_withdrawn(compact_result)) {
3981 : : goto check_priority;
3982 : : }
3983 : :
3984 : : /*
3985 : : * !costly requests are much more important than __GFP_RETRY_MAYFAIL
3986 : : * costly ones because they are de facto nofail and invoke OOM
3987 : : * killer to move on while costly can fail and users are ready
3988 : : * to cope with that. 1/4 retries is rather arbitrary but we
3989 : : * would need much more detailed feedback from compaction to
3990 : : * make a better decision.
3991 : : */
3992 : 0 : if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
3993 : : max_retries /= 4;
3994 : 0 : if (*compaction_retries <= max_retries) {
3995 : : ret = true;
3996 : : goto out;
3997 : : }
3998 : :
3999 : : /*
4000 : : * Make sure there are attempts at the highest priority if we exhausted
4001 : : * all retries or failed at the lower priorities.
4002 : : */
4003 : : check_priority:
4004 : : min_priority = (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) ?
4005 : 0 : MIN_COMPACT_COSTLY_PRIORITY : MIN_COMPACT_PRIORITY;
4006 : :
4007 : 0 : if (*compact_priority > min_priority) {
4008 : 0 : (*compact_priority)--;
4009 : 0 : *compaction_retries = 0;
4010 : : ret = true;
4011 : : }
4012 : : out:
4013 : 0 : trace_compact_retry(order, priority, compact_result, retries, max_retries, ret);
4014 : 0 : return ret;
4015 : : }
4016 : : #else
4017 : : static inline struct page *
4018 : : __alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
4019 : : unsigned int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
4020 : : enum compact_priority prio, enum compact_result *compact_result)
4021 : : {
4022 : : *compact_result = COMPACT_SKIPPED;
4023 : : return NULL;
4024 : : }
4025 : :
4026 : : static inline bool
4027 : : should_compact_retry(struct alloc_context *ac, unsigned int order, int alloc_flags,
4028 : : enum compact_result compact_result,
4029 : : enum compact_priority *compact_priority,
4030 : : int *compaction_retries)
4031 : : {
4032 : : struct zone *zone;
4033 : : struct zoneref *z;
4034 : :
4035 : : if (!order || order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
4036 : : return false;
4037 : :
4038 : : /*
4039 : : * There are setups with compaction disabled which would prefer to loop
4040 : : * inside the allocator rather than hit the oom killer prematurely.
4041 : : * Let's give them a good hope and keep retrying while the order-0
4042 : : * watermarks are OK.
4043 : : */
4044 : : for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, ac->high_zoneidx,
4045 : : ac->nodemask) {
4046 : : if (zone_watermark_ok(zone, 0, min_wmark_pages(zone),
4047 : : ac_classzone_idx(ac), alloc_flags))
4048 : : return true;
4049 : : }
4050 : : return false;
4051 : : }
4052 : : #endif /* CONFIG_COMPACTION */
4053 : :
4054 : : #ifdef CONFIG_LOCKDEP
4055 : : static struct lockdep_map __fs_reclaim_map =
4056 : : STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("fs_reclaim", &__fs_reclaim_map);
4057 : :
4058 : : static bool __need_fs_reclaim(gfp_t gfp_mask)
4059 : : {
4060 : : gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask);
4061 : :
4062 : : /* no reclaim without waiting on it */
4063 : : if (!(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
4064 : : return false;
4065 : :
4066 : : /* this guy won't enter reclaim */
4067 : : if (current->flags & PF_MEMALLOC)
4068 : : return false;
4069 : :
4070 : : /* We're only interested __GFP_FS allocations for now */
4071 : : if (!(gfp_mask & __GFP_FS))
4072 : : return false;
4073 : :
4074 : : if (gfp_mask & __GFP_NOLOCKDEP)
4075 : : return false;
4076 : :
4077 : : return true;
4078 : : }
4079 : :
4080 : : void __fs_reclaim_acquire(void)
4081 : : {
4082 : : lock_map_acquire(&__fs_reclaim_map);
4083 : : }
4084 : :
4085 : : void __fs_reclaim_release(void)
4086 : : {
4087 : : lock_map_release(&__fs_reclaim_map);
4088 : : }
4089 : :
4090 : : void fs_reclaim_acquire(gfp_t gfp_mask)
4091 : : {
4092 : : if (__need_fs_reclaim(gfp_mask))
4093 : : __fs_reclaim_acquire();
4094 : : }
4095 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(fs_reclaim_acquire);
4096 : :
4097 : : void fs_reclaim_release(gfp_t gfp_mask)
4098 : : {
4099 : : if (__need_fs_reclaim(gfp_mask))
4100 : : __fs_reclaim_release();
4101 : : }
4102 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(fs_reclaim_release);
4103 : : #endif
4104 : :
4105 : : /* Perform direct synchronous page reclaim */
4106 : : static int
4107 : 0 : __perform_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
4108 : : const struct alloc_context *ac)
4109 : : {
4110 : : int progress;
4111 : : unsigned int noreclaim_flag;
4112 : : unsigned long pflags;
4113 : :
4114 : 0 : cond_resched();
4115 : :
4116 : : /* We now go into synchronous reclaim */
4117 : 0 : cpuset_memory_pressure_bump();
4118 : : psi_memstall_enter(&pflags);
4119 : : fs_reclaim_acquire(gfp_mask);
4120 : : noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
4121 : :
4122 : 0 : progress = try_to_free_pages(ac->zonelist, order, gfp_mask,
4123 : : ac->nodemask);
4124 : :
4125 : : memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
4126 : : fs_reclaim_release(gfp_mask);
4127 : : psi_memstall_leave(&pflags);
4128 : :
4129 : 0 : cond_resched();
4130 : :
4131 : 0 : return progress;
4132 : : }
4133 : :
4134 : : /* The really slow allocator path where we enter direct reclaim */
4135 : : static inline struct page *
4136 : 0 : __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
4137 : : unsigned int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
4138 : : unsigned long *did_some_progress)
4139 : : {
4140 : : struct page *page = NULL;
4141 : : bool drained = false;
4142 : :
4143 : 0 : *did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, ac);
4144 : 0 : if (unlikely(!(*did_some_progress)))
4145 : : return NULL;
4146 : :
4147 : : retry:
4148 : 0 : page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
4149 : :
4150 : : /*
4151 : : * If an allocation failed after direct reclaim, it could be because
4152 : : * pages are pinned on the per-cpu lists or in high alloc reserves.
4153 : : * Shrink them them and try again
4154 : : */
4155 : 0 : if (!page && !drained) {
4156 : 0 : unreserve_highatomic_pageblock(ac, false);
4157 : 0 : drain_all_pages(NULL);
4158 : : drained = true;
4159 : 0 : goto retry;
4160 : : }
4161 : :
4162 : 0 : return page;
4163 : : }
4164 : :
4165 : 0 : static void wake_all_kswapds(unsigned int order, gfp_t gfp_mask,
4166 : : const struct alloc_context *ac)
4167 : : {
4168 : : struct zoneref *z;
4169 : : struct zone *zone;
4170 : : pg_data_t *last_pgdat = NULL;
4171 : 0 : enum zone_type high_zoneidx = ac->high_zoneidx;
4172 : :
4173 : 0 : for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, high_zoneidx,
4174 : : ac->nodemask) {
4175 : 0 : if (last_pgdat != zone->zone_pgdat)
4176 : 0 : wakeup_kswapd(zone, gfp_mask, order, high_zoneidx);
4177 : 0 : last_pgdat = zone->zone_pgdat;
4178 : : }
4179 : 0 : }
4180 : :
4181 : : static inline unsigned int
4182 : 0 : gfp_to_alloc_flags(gfp_t gfp_mask)
4183 : : {
4184 : : unsigned int alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN | ALLOC_CPUSET;
4185 : :
4186 : : /* __GFP_HIGH is assumed to be the same as ALLOC_HIGH to save a branch. */
4187 : : BUILD_BUG_ON(__GFP_HIGH != (__force gfp_t) ALLOC_HIGH);
4188 : :
4189 : : /*
4190 : : * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
4191 : : * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
4192 : : * policy or is asking for __GFP_HIGH memory. GFP_ATOMIC requests will
4193 : : * set both ALLOC_HARDER (__GFP_ATOMIC) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
4194 : : */
4195 : 0 : alloc_flags |= (__force int) (gfp_mask & __GFP_HIGH);
4196 : :
4197 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC) {
4198 : : /*
4199 : : * Not worth trying to allocate harder for __GFP_NOMEMALLOC even
4200 : : * if it can't schedule.
4201 : : */
4202 : 0 : if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
4203 : 0 : alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
4204 : : /*
4205 : : * Ignore cpuset mems for GFP_ATOMIC rather than fail, see the
4206 : : * comment for __cpuset_node_allowed().
4207 : : */
4208 : 0 : alloc_flags &= ~ALLOC_CPUSET;
4209 : 0 : } else if (unlikely(rt_task(current)) && !in_interrupt())
4210 : 0 : alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
4211 : :
4212 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_KSWAPD_RECLAIM)
4213 : 0 : alloc_flags |= ALLOC_KSWAPD;
4214 : :
4215 : : #ifdef CONFIG_CMA
4216 : 0 : if (gfpflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
4217 : 0 : alloc_flags |= ALLOC_CMA;
4218 : : #endif
4219 : 0 : return alloc_flags;
4220 : : }
4221 : :
4222 : : static bool oom_reserves_allowed(struct task_struct *tsk)
4223 : : {
4224 : 0 : if (!tsk_is_oom_victim(tsk))
4225 : : return false;
4226 : :
4227 : : /*
4228 : : * !MMU doesn't have oom reaper so give access to memory reserves
4229 : : * only to the thread with TIF_MEMDIE set
4230 : : */
4231 : : if (!IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && !test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4232 : : return false;
4233 : :
4234 : : return true;
4235 : : }
4236 : :
4237 : : /*
4238 : : * Distinguish requests which really need access to full memory
4239 : : * reserves from oom victims which can live with a portion of it
4240 : : */
4241 : 0 : static inline int __gfp_pfmemalloc_flags(gfp_t gfp_mask)
4242 : : {
4243 : 0 : if (unlikely(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC))
4244 : : return 0;
4245 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_MEMALLOC)
4246 : : return ALLOC_NO_WATERMARKS;
4247 : 0 : if (in_serving_softirq() && (current->flags & PF_MEMALLOC))
4248 : : return ALLOC_NO_WATERMARKS;
4249 : 0 : if (!in_interrupt()) {
4250 : 0 : if (current->flags & PF_MEMALLOC)
4251 : : return ALLOC_NO_WATERMARKS;
4252 : 0 : else if (oom_reserves_allowed(current))
4253 : : return ALLOC_OOM;
4254 : : }
4255 : :
4256 : 0 : return 0;
4257 : : }
4258 : :
4259 : 0 : bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask)
4260 : : {
4261 : 0 : return !!__gfp_pfmemalloc_flags(gfp_mask);
4262 : : }
4263 : :
4264 : : /*
4265 : : * Checks whether it makes sense to retry the reclaim to make a forward progress
4266 : : * for the given allocation request.
4267 : : *
4268 : : * We give up when we either have tried MAX_RECLAIM_RETRIES in a row
4269 : : * without success, or when we couldn't even meet the watermark if we
4270 : : * reclaimed all remaining pages on the LRU lists.
4271 : : *
4272 : : * Returns true if a retry is viable or false to enter the oom path.
4273 : : */
4274 : : static inline bool
4275 : 0 : should_reclaim_retry(gfp_t gfp_mask, unsigned order,
4276 : : struct alloc_context *ac, int alloc_flags,
4277 : : bool did_some_progress, int *no_progress_loops)
4278 : : {
4279 : : struct zone *zone;
4280 : : struct zoneref *z;
4281 : : bool ret = false;
4282 : :
4283 : : /*
4284 : : * Costly allocations might have made a progress but this doesn't mean
4285 : : * their order will become available due to high fragmentation so
4286 : : * always increment the no progress counter for them
4287 : : */
4288 : 0 : if (did_some_progress && order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
4289 : 0 : *no_progress_loops = 0;
4290 : : else
4291 : 0 : (*no_progress_loops)++;
4292 : :
4293 : : /*
4294 : : * Make sure we converge to OOM if we cannot make any progress
4295 : : * several times in the row.
4296 : : */
4297 : 0 : if (*no_progress_loops > MAX_RECLAIM_RETRIES) {
4298 : : /* Before OOM, exhaust highatomic_reserve */
4299 : 0 : return unreserve_highatomic_pageblock(ac, true);
4300 : : }
4301 : :
4302 : : /*
4303 : : * Keep reclaiming pages while there is a chance this will lead
4304 : : * somewhere. If none of the target zones can satisfy our allocation
4305 : : * request even if all reclaimable pages are considered then we are
4306 : : * screwed and have to go OOM.
4307 : : */
4308 : 0 : for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, ac->zonelist, ac->high_zoneidx,
4309 : : ac->nodemask) {
4310 : : unsigned long available;
4311 : : unsigned long reclaimable;
4312 : 0 : unsigned long min_wmark = min_wmark_pages(zone);
4313 : : bool wmark;
4314 : :
4315 : 0 : available = reclaimable = zone_reclaimable_pages(zone);
4316 : 0 : available += zone_page_state_snapshot(zone, NR_FREE_PAGES);
4317 : :
4318 : : /*
4319 : : * Would the allocation succeed if we reclaimed all
4320 : : * reclaimable pages?
4321 : : */
4322 : 0 : wmark = __zone_watermark_ok(zone, order, min_wmark,
4323 : : ac_classzone_idx(ac), alloc_flags, available);
4324 : 0 : trace_reclaim_retry_zone(z, order, reclaimable,
4325 : : available, min_wmark, *no_progress_loops, wmark);
4326 : 0 : if (wmark) {
4327 : : /*
4328 : : * If we didn't make any progress and have a lot of
4329 : : * dirty + writeback pages then we should wait for
4330 : : * an IO to complete to slow down the reclaim and
4331 : : * prevent from pre mature OOM
4332 : : */
4333 : 0 : if (!did_some_progress) {
4334 : : unsigned long write_pending;
4335 : :
4336 : 0 : write_pending = zone_page_state_snapshot(zone,
4337 : : NR_ZONE_WRITE_PENDING);
4338 : :
4339 : 0 : if (2 * write_pending > reclaimable) {
4340 : 0 : congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4341 : 0 : return true;
4342 : : }
4343 : : }
4344 : :
4345 : : ret = true;
4346 : : goto out;
4347 : : }
4348 : : }
4349 : :
4350 : : out:
4351 : : /*
4352 : : * Memory allocation/reclaim might be called from a WQ context and the
4353 : : * current implementation of the WQ concurrency control doesn't
4354 : : * recognize that a particular WQ is congested if the worker thread is
4355 : : * looping without ever sleeping. Therefore we have to do a short sleep
4356 : : * here rather than calling cond_resched().
4357 : : */
4358 : 0 : if (current->flags & PF_WQ_WORKER)
4359 : 0 : schedule_timeout_uninterruptible(1);
4360 : : else
4361 : 0 : cond_resched();
4362 : 0 : return ret;
4363 : : }
4364 : :
4365 : : static inline bool
4366 : 0 : check_retry_cpuset(int cpuset_mems_cookie, struct alloc_context *ac)
4367 : : {
4368 : : /*
4369 : : * It's possible that cpuset's mems_allowed and the nodemask from
4370 : : * mempolicy don't intersect. This should be normally dealt with by
4371 : : * policy_nodemask(), but it's possible to race with cpuset update in
4372 : : * such a way the check therein was true, and then it became false
4373 : : * before we got our cpuset_mems_cookie here.
4374 : : * This assumes that for all allocations, ac->nodemask can come only
4375 : : * from MPOL_BIND mempolicy (whose documented semantics is to be ignored
4376 : : * when it does not intersect with the cpuset restrictions) or the
4377 : : * caller can deal with a violated nodemask.
4378 : : */
4379 : 0 : if (cpusets_enabled() && ac->nodemask &&
4380 : 0 : !cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(ac->nodemask)) {
4381 : 0 : ac->nodemask = NULL;
4382 : 0 : return true;
4383 : : }
4384 : :
4385 : : /*
4386 : : * When updating a task's mems_allowed or mempolicy nodemask, it is
4387 : : * possible to race with parallel threads in such a way that our
4388 : : * allocation can fail while the mask is being updated. If we are about
4389 : : * to fail, check if the cpuset changed during allocation and if so,
4390 : : * retry.
4391 : : */
4392 : 0 : if (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie))
4393 : : return true;
4394 : :
4395 : 0 : return false;
4396 : : }
4397 : :
4398 : : static inline struct page *
4399 : 0 : __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
4400 : : struct alloc_context *ac)
4401 : : {
4402 : 0 : bool can_direct_reclaim = gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM;
4403 : 0 : const bool costly_order = order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4404 : : struct page *page = NULL;
4405 : : unsigned int alloc_flags;
4406 : : unsigned long did_some_progress;
4407 : : enum compact_priority compact_priority;
4408 : : enum compact_result compact_result;
4409 : : int compaction_retries;
4410 : : int no_progress_loops;
4411 : : unsigned int cpuset_mems_cookie;
4412 : : int reserve_flags;
4413 : :
4414 : : /*
4415 : : * We also sanity check to catch abuse of atomic reserves being used by
4416 : : * callers that are not in atomic context.
4417 : : */
4418 : 0 : if (WARN_ON_ONCE((gfp_mask & (__GFP_ATOMIC|__GFP_DIRECT_RECLAIM)) ==
4419 : : (__GFP_ATOMIC|__GFP_DIRECT_RECLAIM)))
4420 : 0 : gfp_mask &= ~__GFP_ATOMIC;
4421 : :
4422 : : retry_cpuset:
4423 : 0 : compaction_retries = 0;
4424 : 0 : no_progress_loops = 0;
4425 : 0 : compact_priority = DEF_COMPACT_PRIORITY;
4426 : 0 : cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
4427 : :
4428 : : /*
4429 : : * The fast path uses conservative alloc_flags to succeed only until
4430 : : * kswapd needs to be woken up, and to avoid the cost of setting up
4431 : : * alloc_flags precisely. So we do that now.
4432 : : */
4433 : 0 : alloc_flags = gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);
4434 : :
4435 : : /*
4436 : : * We need to recalculate the starting point for the zonelist iterator
4437 : : * because we might have used different nodemask in the fast path, or
4438 : : * there was a cpuset modification and we are retrying - otherwise we
4439 : : * could end up iterating over non-eligible zones endlessly.
4440 : : */
4441 : 0 : ac->preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac->zonelist,
4442 : : ac->high_zoneidx, ac->nodemask);
4443 : 0 : if (!ac->preferred_zoneref->zone)
4444 : : goto nopage;
4445 : :
4446 : 0 : if (alloc_flags & ALLOC_KSWAPD)
4447 : 0 : wake_all_kswapds(order, gfp_mask, ac);
4448 : :
4449 : : /*
4450 : : * The adjusted alloc_flags might result in immediate success, so try
4451 : : * that first
4452 : : */
4453 : 0 : page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
4454 : 0 : if (page)
4455 : : goto got_pg;
4456 : :
4457 : : /*
4458 : : * For costly allocations, try direct compaction first, as it's likely
4459 : : * that we have enough base pages and don't need to reclaim. For non-
4460 : : * movable high-order allocations, do that as well, as compaction will
4461 : : * try prevent permanent fragmentation by migrating from blocks of the
4462 : : * same migratetype.
4463 : : * Don't try this for allocations that are allowed to ignore
4464 : : * watermarks, as the ALLOC_NO_WATERMARKS attempt didn't yet happen.
4465 : : */
4466 : 0 : if (can_direct_reclaim &&
4467 : 0 : (costly_order ||
4468 : 0 : (order > 0 && ac->migratetype != MIGRATE_MOVABLE))
4469 : 0 : && !gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_mask)) {
4470 : 0 : page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,
4471 : : alloc_flags, ac,
4472 : : INIT_COMPACT_PRIORITY,
4473 : : &compact_result);
4474 : 0 : if (page)
4475 : : goto got_pg;
4476 : :
4477 : 0 : if (order >= pageblock_order && (gfp_mask & __GFP_IO) &&
4478 : : !(gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)) {
4479 : : /*
4480 : : * If allocating entire pageblock(s) and compaction
4481 : : * failed because all zones are below low watermarks
4482 : : * or is prohibited because it recently failed at this
4483 : : * order, fail immediately unless the allocator has
4484 : : * requested compaction and reclaim retry.
4485 : : *
4486 : : * Reclaim is
4487 : : * - potentially very expensive because zones are far
4488 : : * below their low watermarks or this is part of very
4489 : : * bursty high order allocations,
4490 : : * - not guaranteed to help because isolate_freepages()
4491 : : * may not iterate over freed pages as part of its
4492 : : * linear scan, and
4493 : : * - unlikely to make entire pageblocks free on its
4494 : : * own.
4495 : : */
4496 : 0 : if (compact_result == COMPACT_SKIPPED ||
4497 : : compact_result == COMPACT_DEFERRED)
4498 : : goto nopage;
4499 : : }
4500 : :
4501 : : /*
4502 : : * Checks for costly allocations with __GFP_NORETRY, which
4503 : : * includes THP page fault allocations
4504 : : */
4505 : 0 : if (costly_order && (gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
4506 : : /*
4507 : : * If compaction is deferred for high-order allocations,
4508 : : * it is because sync compaction recently failed. If
4509 : : * this is the case and the caller requested a THP
4510 : : * allocation, we do not want to heavily disrupt the
4511 : : * system, so we fail the allocation instead of entering
4512 : : * direct reclaim.
4513 : : */
4514 : 0 : if (compact_result == COMPACT_DEFERRED)
4515 : : goto nopage;
4516 : :
4517 : : /*
4518 : : * Looks like reclaim/compaction is worth trying, but
4519 : : * sync compaction could be very expensive, so keep
4520 : : * using async compaction.
4521 : : */
4522 : 0 : compact_priority = INIT_COMPACT_PRIORITY;
4523 : : }
4524 : : }
4525 : :
4526 : : retry:
4527 : : /* Ensure kswapd doesn't accidentally go to sleep as long as we loop */
4528 : 0 : if (alloc_flags & ALLOC_KSWAPD)
4529 : 0 : wake_all_kswapds(order, gfp_mask, ac);
4530 : :
4531 : 0 : reserve_flags = __gfp_pfmemalloc_flags(gfp_mask);
4532 : 0 : if (reserve_flags)
4533 : 0 : alloc_flags = reserve_flags;
4534 : :
4535 : : /*
4536 : : * Reset the nodemask and zonelist iterators if memory policies can be
4537 : : * ignored. These allocations are high priority and system rather than
4538 : : * user oriented.
4539 : : */
4540 : 0 : if (!(alloc_flags & ALLOC_CPUSET) || reserve_flags) {
4541 : 0 : ac->nodemask = NULL;
4542 : 0 : ac->preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac->zonelist,
4543 : : ac->high_zoneidx, ac->nodemask);
4544 : : }
4545 : :
4546 : : /* Attempt with potentially adjusted zonelist and alloc_flags */
4547 : 0 : page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);
4548 : 0 : if (page)
4549 : : goto got_pg;
4550 : :
4551 : : /* Caller is not willing to reclaim, we can't balance anything */
4552 : 0 : if (!can_direct_reclaim)
4553 : : goto nopage;
4554 : :
4555 : : /* Avoid recursion of direct reclaim */
4556 : 0 : if (current->flags & PF_MEMALLOC)
4557 : : goto nopage;
4558 : :
4559 : : /* Try direct reclaim and then allocating */
4560 : 0 : page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
4561 : : &did_some_progress);
4562 : 0 : if (page)
4563 : : goto got_pg;
4564 : :
4565 : : /* Try direct compaction and then allocating */
4566 : 0 : page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
4567 : : compact_priority, &compact_result);
4568 : 0 : if (page)
4569 : : goto got_pg;
4570 : :
4571 : : /* Do not loop if specifically requested */
4572 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
4573 : : goto nopage;
4574 : :
4575 : : /*
4576 : : * Do not retry costly high order allocations unless they are
4577 : : * __GFP_RETRY_MAYFAIL
4578 : : */
4579 : 0 : if (costly_order && !(gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
4580 : : goto nopage;
4581 : :
4582 : 0 : if (should_reclaim_retry(gfp_mask, order, ac, alloc_flags,
4583 : : did_some_progress > 0, &no_progress_loops))
4584 : : goto retry;
4585 : :
4586 : : /*
4587 : : * It doesn't make any sense to retry for the compaction if the order-0
4588 : : * reclaim is not able to make any progress because the current
4589 : : * implementation of the compaction depends on the sufficient amount
4590 : : * of free memory (see __compaction_suitable)
4591 : : */
4592 : 0 : if (did_some_progress > 0 &&
4593 : 0 : should_compact_retry(ac, order, alloc_flags,
4594 : : compact_result, &compact_priority,
4595 : : &compaction_retries))
4596 : : goto retry;
4597 : :
4598 : :
4599 : : /* Deal with possible cpuset update races before we start OOM killing */
4600 : 0 : if (check_retry_cpuset(cpuset_mems_cookie, ac))
4601 : : goto retry_cpuset;
4602 : :
4603 : : /* Reclaim has failed us, start killing things */
4604 : 0 : page = __alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order, ac, &did_some_progress);
4605 : 0 : if (page)
4606 : : goto got_pg;
4607 : :
4608 : : /* Avoid allocations with no watermarks from looping endlessly */
4609 : 0 : if (tsk_is_oom_victim(current) &&
4610 : 0 : (alloc_flags == ALLOC_OOM ||
4611 : 0 : (gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)))
4612 : : goto nopage;
4613 : :
4614 : : /* Retry as long as the OOM killer is making progress */
4615 : 0 : if (did_some_progress) {
4616 : 0 : no_progress_loops = 0;
4617 : 0 : goto retry;
4618 : : }
4619 : :
4620 : : nopage:
4621 : : /* Deal with possible cpuset update races before we fail */
4622 : 0 : if (check_retry_cpuset(cpuset_mems_cookie, ac))
4623 : : goto retry_cpuset;
4624 : :
4625 : : /*
4626 : : * Make sure that __GFP_NOFAIL request doesn't leak out and make sure
4627 : : * we always retry
4628 : : */
4629 : 0 : if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
4630 : : /*
4631 : : * All existing users of the __GFP_NOFAIL are blockable, so warn
4632 : : * of any new users that actually require GFP_NOWAIT
4633 : : */
4634 : 0 : if (WARN_ON_ONCE(!can_direct_reclaim))
4635 : : goto fail;
4636 : :
4637 : : /*
4638 : : * PF_MEMALLOC request from this context is rather bizarre
4639 : : * because we cannot reclaim anything and only can loop waiting
4640 : : * for somebody to do a work for us
4641 : : */
4642 : 0 : WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC);
4643 : :
4644 : : /*
4645 : : * non failing costly orders are a hard requirement which we
4646 : : * are not prepared for much so let's warn about these users
4647 : : * so that we can identify them and convert them to something
4648 : : * else.
4649 : : */
4650 : 0 : WARN_ON_ONCE(order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER);
4651 : :
4652 : : /*
4653 : : * Help non-failing allocations by giving them access to memory
4654 : : * reserves but do not use ALLOC_NO_WATERMARKS because this
4655 : : * could deplete whole memory reserves which would just make
4656 : : * the situation worse
4657 : : */
4658 : 0 : page = __alloc_pages_cpuset_fallback(gfp_mask, order, ALLOC_HARDER, ac);
4659 : 0 : if (page)
4660 : : goto got_pg;
4661 : :
4662 : 0 : cond_resched();
4663 : 0 : goto retry;
4664 : : }
4665 : : fail:
4666 : 0 : warn_alloc(gfp_mask, ac->nodemask,
4667 : : "page allocation failure: order:%u", order);
4668 : : got_pg:
4669 : 0 : return page;
4670 : : }
4671 : :
4672 : 3 : static inline bool prepare_alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
4673 : : int preferred_nid, nodemask_t *nodemask,
4674 : : struct alloc_context *ac, gfp_t *alloc_mask,
4675 : : unsigned int *alloc_flags)
4676 : : {
4677 : 3 : ac->high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
4678 : 3 : ac->zonelist = node_zonelist(preferred_nid, gfp_mask);
4679 : 3 : ac->nodemask = nodemask;
4680 : 3 : ac->migratetype = gfpflags_to_migratetype(gfp_mask);
4681 : :
4682 : 3 : if (cpusets_enabled()) {
4683 : 0 : *alloc_mask |= __GFP_HARDWALL;
4684 : 0 : if (!ac->nodemask)
4685 : 0 : ac->nodemask = &cpuset_current_mems_allowed;
4686 : : else
4687 : 0 : *alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
4688 : : }
4689 : :
4690 : : fs_reclaim_acquire(gfp_mask);
4691 : : fs_reclaim_release(gfp_mask);
4692 : :
4693 : 3 : might_sleep_if(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM);
4694 : :
4695 : 3 : if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
4696 : : return false;
4697 : :
4698 : 3 : if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA) && ac->migratetype == MIGRATE_MOVABLE)
4699 : 3 : *alloc_flags |= ALLOC_CMA;
4700 : :
4701 : : return true;
4702 : : }
4703 : :
4704 : : /* Determine whether to spread dirty pages and what the first usable zone */
4705 : 3 : static inline void finalise_ac(gfp_t gfp_mask, struct alloc_context *ac)
4706 : : {
4707 : : /* Dirty zone balancing only done in the fast path */
4708 : 3 : ac->spread_dirty_pages = (gfp_mask & __GFP_WRITE);
4709 : :
4710 : : /*
4711 : : * The preferred zone is used for statistics but crucially it is
4712 : : * also used as the starting point for the zonelist iterator. It
4713 : : * may get reset for allocations that ignore memory policies.
4714 : : */
4715 : 3 : ac->preferred_zoneref = first_zones_zonelist(ac->zonelist,
4716 : : ac->high_zoneidx, ac->nodemask);
4717 : 3 : }
4718 : :
4719 : : /*
4720 : : * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
4721 : : */
4722 : : struct page *
4723 : 3 : __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order, int preferred_nid,
4724 : : nodemask_t *nodemask)
4725 : : {
4726 : : struct page *page;
4727 : 3 : unsigned int alloc_flags = ALLOC_WMARK_LOW;
4728 : : gfp_t alloc_mask; /* The gfp_t that was actually used for allocation */
4729 : 3 : struct alloc_context ac = { };
4730 : :
4731 : : /*
4732 : : * There are several places where we assume that the order value is sane
4733 : : * so bail out early if the request is out of bound.
4734 : : */
4735 : 3 : if (unlikely(order >= MAX_ORDER)) {
4736 : 0 : WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask & __GFP_NOWARN));
4737 : : return NULL;
4738 : : }
4739 : :
4740 : 3 : gfp_mask &= gfp_allowed_mask;
4741 : 3 : alloc_mask = gfp_mask;
4742 : 3 : if (!prepare_alloc_pages(gfp_mask, order, preferred_nid, nodemask, &ac, &alloc_mask, &alloc_flags))
4743 : : return NULL;
4744 : :
4745 : 3 : finalise_ac(gfp_mask, &ac);
4746 : :
4747 : : /*
4748 : : * Forbid the first pass from falling back to types that fragment
4749 : : * memory until all local zones are considered.
4750 : : */
4751 : 3 : alloc_flags |= alloc_flags_nofragment(ac.preferred_zoneref->zone, gfp_mask);
4752 : :
4753 : : /* First allocation attempt */
4754 : 3 : page = get_page_from_freelist(alloc_mask, order, alloc_flags, &ac);
4755 : 3 : if (likely(page))
4756 : : goto out;
4757 : :
4758 : : /*
4759 : : * Apply scoped allocation constraints. This is mainly about GFP_NOFS
4760 : : * resp. GFP_NOIO which has to be inherited for all allocation requests
4761 : : * from a particular context which has been marked by
4762 : : * memalloc_no{fs,io}_{save,restore}.
4763 : : */
4764 : 0 : alloc_mask = current_gfp_context(gfp_mask);
4765 : 0 : ac.spread_dirty_pages = false;
4766 : :
4767 : : /*
4768 : : * Restore the original nodemask if it was potentially replaced with
4769 : : * &cpuset_current_mems_allowed to optimize the fast-path attempt.
4770 : : */
4771 : 0 : if (unlikely(ac.nodemask != nodemask))
4772 : 0 : ac.nodemask = nodemask;
4773 : :
4774 : 0 : page = __alloc_pages_slowpath(alloc_mask, order, &ac);
4775 : :
4776 : : out:
4777 : 3 : if (memcg_kmem_enabled() && (gfp_mask & __GFP_ACCOUNT) && page &&
4778 : 0 : unlikely(__memcg_kmem_charge(page, gfp_mask, order) != 0)) {
4779 : 0 : __free_pages(page, order);
4780 : : page = NULL;
4781 : : }
4782 : :
4783 : 3 : trace_mm_page_alloc(page, order, alloc_mask, ac.migratetype);
4784 : :
4785 : 3 : return page;
4786 : : }
4787 : : EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_nodemask);
4788 : :
4789 : : /*
4790 : : * Common helper functions. Never use with __GFP_HIGHMEM because the returned
4791 : : * address cannot represent highmem pages. Use alloc_pages and then kmap if
4792 : : * you need to access high mem.
4793 : : */
4794 : 3 : unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
4795 : : {
4796 : : struct page *page;
4797 : :
4798 : 3 : page = alloc_pages(gfp_mask & ~__GFP_HIGHMEM, order);
4799 : 3 : if (!page)
4800 : : return 0;
4801 : 3 : return (unsigned long) page_address(page);
4802 : : }
4803 : : EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
4804 : :
4805 : 3 : unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
4806 : : {
4807 : 3 : return __get_free_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
4808 : : }
4809 : : EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
4810 : :
4811 : 3 : static inline void free_the_page(struct page *page, unsigned int order)
4812 : : {
4813 : 3 : if (order == 0) /* Via pcp? */
4814 : 3 : free_unref_page(page);
4815 : : else
4816 : 3 : __free_pages_ok(page, order);
4817 : 3 : }
4818 : :
4819 : 3 : void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
4820 : : {
4821 : 3 : if (put_page_testzero(page))
4822 : 3 : free_the_page(page, order);
4823 : 3 : }
4824 : : EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
4825 : :
4826 : 3 : void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
4827 : : {
4828 : 3 : if (addr != 0) {
4829 : : VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
4830 : 3 : __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
4831 : : }
4832 : 3 : }
4833 : :
4834 : : EXPORT_SYMBOL(free_pages);
4835 : :
4836 : : /*
4837 : : * Page Fragment:
4838 : : * An arbitrary-length arbitrary-offset area of memory which resides
4839 : : * within a 0 or higher order page. Multiple fragments within that page
4840 : : * are individually refcounted, in the page's reference counter.
4841 : : *
4842 : : * The page_frag functions below provide a simple allocation framework for
4843 : : * page fragments. This is used by the network stack and network device
4844 : : * drivers to provide a backing region of memory for use as either an
4845 : : * sk_buff->head, or to be used in the "frags" portion of skb_shared_info.
4846 : : */
4847 : 3 : static struct page *__page_frag_cache_refill(struct page_frag_cache *nc,
4848 : : gfp_t gfp_mask)
4849 : : {
4850 : : struct page *page = NULL;
4851 : : gfp_t gfp = gfp_mask;
4852 : :
4853 : : #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
4854 : 3 : gfp_mask |= __GFP_COMP | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY |
4855 : : __GFP_NOMEMALLOC;
4856 : 3 : page = alloc_pages_node(NUMA_NO_NODE, gfp_mask,
4857 : 3 : PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER);
4858 : 3 : nc->size = page ? PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE : PAGE_SIZE;
4859 : : #endif
4860 : 3 : if (unlikely(!page))
4861 : : page = alloc_pages_node(NUMA_NO_NODE, gfp, 0);
4862 : :
4863 : 3 : nc->va = page ? page_address(page) : NULL;
4864 : :
4865 : 3 : return page;
4866 : : }
4867 : :
4868 : 0 : void __page_frag_cache_drain(struct page *page, unsigned int count)
4869 : : {
4870 : : VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
4871 : :
4872 : 0 : if (page_ref_sub_and_test(page, count))
4873 : 0 : free_the_page(page, compound_order(page));
4874 : 0 : }
4875 : : EXPORT_SYMBOL(__page_frag_cache_drain);
4876 : :
4877 : 3 : void *page_frag_alloc(struct page_frag_cache *nc,
4878 : : unsigned int fragsz, gfp_t gfp_mask)
4879 : : {
4880 : : unsigned int size = PAGE_SIZE;
4881 : : struct page *page;
4882 : : int offset;
4883 : :
4884 : 3 : if (unlikely(!nc->va)) {
4885 : : refill:
4886 : 3 : page = __page_frag_cache_refill(nc, gfp_mask);
4887 : 3 : if (!page)
4888 : : return NULL;
4889 : :
4890 : : #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
4891 : : /* if size can vary use size else just use PAGE_SIZE */
4892 : 3 : size = nc->size;
4893 : : #endif
4894 : : /* Even if we own the page, we do not use atomic_set().
4895 : : * This would break get_page_unless_zero() users.
4896 : : */
4897 : : page_ref_add(page, PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE);
4898 : :
4899 : : /* reset page count bias and offset to start of new frag */
4900 : 3 : nc->pfmemalloc = page_is_pfmemalloc(page);
4901 : 3 : nc->pagecnt_bias = PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE + 1;
4902 : 3 : nc->offset = size;
4903 : : }
4904 : :
4905 : 3 : offset = nc->offset - fragsz;
4906 : 3 : if (unlikely(offset < 0)) {
4907 : 2 : page = virt_to_page(nc->va);
4908 : :
4909 : 2 : if (!page_ref_sub_and_test(page, nc->pagecnt_bias))
4910 : : goto refill;
4911 : :
4912 : : #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
4913 : : /* if size can vary use size else just use PAGE_SIZE */
4914 : 0 : size = nc->size;
4915 : : #endif
4916 : : /* OK, page count is 0, we can safely set it */
4917 : : set_page_count(page, PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE + 1);
4918 : :
4919 : : /* reset page count bias and offset to start of new frag */
4920 : 0 : nc->pagecnt_bias = PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE + 1;
4921 : 0 : offset = size - fragsz;
4922 : : }
4923 : :
4924 : 3 : nc->pagecnt_bias--;
4925 : 3 : nc->offset = offset;
4926 : :
4927 : 3 : return nc->va + offset;
4928 : : }
4929 : : EXPORT_SYMBOL(page_frag_alloc);
4930 : :
4931 : : /*
4932 : : * Frees a page fragment allocated out of either a compound or order 0 page.
4933 : : */
4934 : 3 : void page_frag_free(void *addr)
4935 : : {
4936 : : struct page *page = virt_to_head_page(addr);
4937 : :
4938 : 3 : if (unlikely(put_page_testzero(page)))
4939 : 2 : free_the_page(page, compound_order(page));
4940 : 3 : }
4941 : : EXPORT_SYMBOL(page_frag_free);
4942 : :
4943 : 3 : static void *make_alloc_exact(unsigned long addr, unsigned int order,
4944 : : size_t size)
4945 : : {
4946 : 3 : if (addr) {
4947 : 3 : unsigned long alloc_end = addr + (PAGE_SIZE << order);
4948 : 3 : unsigned long used = addr + PAGE_ALIGN(size);
4949 : :
4950 : 3 : split_page(virt_to_page((void *)addr), order);
4951 : 3 : while (used < alloc_end) {
4952 : 0 : free_page(used);
4953 : 0 : used += PAGE_SIZE;
4954 : : }
4955 : : }
4956 : 3 : return (void *)addr;
4957 : : }
4958 : :
4959 : : /**
4960 : : * alloc_pages_exact - allocate an exact number physically-contiguous pages.
4961 : : * @size: the number of bytes to allocate
4962 : : * @gfp_mask: GFP flags for the allocation, must not contain __GFP_COMP
4963 : : *
4964 : : * This function is similar to alloc_pages(), except that it allocates the
4965 : : * minimum number of pages to satisfy the request. alloc_pages() can only
4966 : : * allocate memory in power-of-two pages.
4967 : : *
4968 : : * This function is also limited by MAX_ORDER.
4969 : : *
4970 : : * Memory allocated by this function must be released by free_pages_exact().
4971 : : *
4972 : : * Return: pointer to the allocated area or %NULL in case of error.
4973 : : */
4974 : 3 : void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask)
4975 : : {
4976 : 3 : unsigned int order = get_order(size);
4977 : : unsigned long addr;
4978 : :
4979 : 3 : if (WARN_ON_ONCE(gfp_mask & __GFP_COMP))
4980 : 0 : gfp_mask &= ~__GFP_COMP;
4981 : :
4982 : 3 : addr = __get_free_pages(gfp_mask, order);
4983 : 3 : return make_alloc_exact(addr, order, size);
4984 : : }
4985 : : EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_exact);
4986 : :
4987 : : /**
4988 : : * alloc_pages_exact_nid - allocate an exact number of physically-contiguous
4989 : : * pages on a node.
4990 : : * @nid: the preferred node ID where memory should be allocated
4991 : : * @size: the number of bytes to allocate
4992 : : * @gfp_mask: GFP flags for the allocation, must not contain __GFP_COMP
4993 : : *
4994 : : * Like alloc_pages_exact(), but try to allocate on node nid first before falling
4995 : : * back.
4996 : : *
4997 : : * Return: pointer to the allocated area or %NULL in case of error.
4998 : : */
4999 : 0 : void * __meminit alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask)
5000 : : {
5001 : 0 : unsigned int order = get_order(size);
5002 : : struct page *p;
5003 : :
5004 : 0 : if (WARN_ON_ONCE(gfp_mask & __GFP_COMP))
5005 : 0 : gfp_mask &= ~__GFP_COMP;
5006 : :
5007 : : p = alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
5008 : 0 : if (!p)
5009 : : return NULL;
5010 : 0 : return make_alloc_exact((unsigned long)page_address(p), order, size);
5011 : : }
5012 : :
5013 : : /**
5014 : : * free_pages_exact - release memory allocated via alloc_pages_exact()
5015 : : * @virt: the value returned by alloc_pages_exact.
5016 : : * @size: size of allocation, same value as passed to alloc_pages_exact().
5017 : : *
5018 : : * Release the memory allocated by a previous call to alloc_pages_exact.
5019 : : */
5020 : 0 : void free_pages_exact(void *virt, size_t size)
5021 : : {
5022 : 0 : unsigned long addr = (unsigned long)virt;
5023 : 0 : unsigned long end = addr + PAGE_ALIGN(size);
5024 : :
5025 : 0 : while (addr < end) {
5026 : 0 : free_page(addr);
5027 : 0 : addr += PAGE_SIZE;
5028 : : }
5029 : 0 : }
5030 : : EXPORT_SYMBOL(free_pages_exact);
5031 : :
5032 : : /**
5033 : : * nr_free_zone_pages - count number of pages beyond high watermark
5034 : : * @offset: The zone index of the highest zone
5035 : : *
5036 : : * nr_free_zone_pages() counts the number of pages which are beyond the
5037 : : * high watermark within all zones at or below a given zone index. For each
5038 : : * zone, the number of pages is calculated as:
5039 : : *
5040 : : * nr_free_zone_pages = managed_pages - high_pages
5041 : : *
5042 : : * Return: number of pages beyond high watermark.
5043 : : */
5044 : 3 : static unsigned long nr_free_zone_pages(int offset)
5045 : : {
5046 : : struct zoneref *z;
5047 : : struct zone *zone;
5048 : :
5049 : : /* Just pick one node, since fallback list is circular */
5050 : : unsigned long sum = 0;
5051 : :
5052 : : struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL);
5053 : :
5054 : 3 : for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset) {
5055 : : unsigned long size = zone_managed_pages(zone);
5056 : 3 : unsigned long high = high_wmark_pages(zone);
5057 : 3 : if (size > high)
5058 : 3 : sum += size - high;
5059 : : }
5060 : :
5061 : 3 : return sum;
5062 : : }
5063 : :
5064 : : /**
5065 : : * nr_free_buffer_pages - count number of pages beyond high watermark
5066 : : *
5067 : : * nr_free_buffer_pages() counts the number of pages which are beyond the high
5068 : : * watermark within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL.
5069 : : *
5070 : : * Return: number of pages beyond high watermark within ZONE_DMA and
5071 : : * ZONE_NORMAL.
5072 : : */
5073 : 3 : unsigned long nr_free_buffer_pages(void)
5074 : : {
5075 : 3 : return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
5076 : : }
5077 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(nr_free_buffer_pages);
5078 : :
5079 : : /**
5080 : : * nr_free_pagecache_pages - count number of pages beyond high watermark
5081 : : *
5082 : : * nr_free_pagecache_pages() counts the number of pages which are beyond the
5083 : : * high watermark within all zones.
5084 : : *
5085 : : * Return: number of pages beyond high watermark within all zones.
5086 : : */
5087 : 0 : unsigned long nr_free_pagecache_pages(void)
5088 : : {
5089 : 3 : return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));
5090 : : }
5091 : :
5092 : : static inline void show_node(struct zone *zone)
5093 : : {
5094 : : if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
5095 : : printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
5096 : : }
5097 : :
5098 : 3 : long si_mem_available(void)
5099 : : {
5100 : : long available;
5101 : : unsigned long pagecache;
5102 : : unsigned long wmark_low = 0;
5103 : : unsigned long pages[NR_LRU_LISTS];
5104 : : unsigned long reclaimable;
5105 : : struct zone *zone;
5106 : : int lru;
5107 : :
5108 : 3 : for (lru = LRU_BASE; lru < NR_LRU_LISTS; lru++)
5109 : 3 : pages[lru] = global_node_page_state(NR_LRU_BASE + lru);
5110 : :
5111 : 3 : for_each_zone(zone)
5112 : 3 : wmark_low += low_wmark_pages(zone);
5113 : :
5114 : : /*
5115 : : * Estimate the amount of memory available for userspace allocations,
5116 : : * without causing swapping.
5117 : : */
5118 : 3 : available = global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES) - totalreserve_pages;
5119 : :
5120 : : /*
5121 : : * Not all the page cache can be freed, otherwise the system will
5122 : : * start swapping. Assume at least half of the page cache, or the
5123 : : * low watermark worth of cache, needs to stay.
5124 : : */
5125 : 3 : pagecache = pages[LRU_ACTIVE_FILE] + pages[LRU_INACTIVE_FILE];
5126 : 3 : pagecache -= min(pagecache / 2, wmark_low);
5127 : 3 : available += pagecache;
5128 : :
5129 : : /*
5130 : : * Part of the reclaimable slab and other kernel memory consists of
5131 : : * items that are in use, and cannot be freed. Cap this estimate at the
5132 : : * low watermark.
5133 : : */
5134 : 3 : reclaimable = global_node_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
5135 : : global_node_page_state(NR_KERNEL_MISC_RECLAIMABLE);
5136 : 3 : available += reclaimable - min(reclaimable / 2, wmark_low);
5137 : :
5138 : 3 : if (available < 0)
5139 : : available = 0;
5140 : 3 : return available;
5141 : : }
5142 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(si_mem_available);
5143 : :
5144 : 3 : void si_meminfo(struct sysinfo *val)
5145 : : {
5146 : 3 : val->totalram = totalram_pages();
5147 : 3 : val->sharedram = global_node_page_state(NR_SHMEM);
5148 : 3 : val->freeram = global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES);
5149 : 3 : val->bufferram = nr_blockdev_pages();
5150 : 3 : val->totalhigh = totalhigh_pages();
5151 : 3 : val->freehigh = nr_free_highpages();
5152 : 3 : val->mem_unit = PAGE_SIZE;
5153 : 3 : }
5154 : :
5155 : : EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
5156 : :
5157 : : #ifdef CONFIG_NUMA
5158 : : void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
5159 : : {
5160 : : int zone_type; /* needs to be signed */
5161 : : unsigned long managed_pages = 0;
5162 : : unsigned long managed_highpages = 0;
5163 : : unsigned long free_highpages = 0;
5164 : : pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5165 : :
5166 : : for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++)
5167 : : managed_pages += zone_managed_pages(&pgdat->node_zones[zone_type]);
5168 : : val->totalram = managed_pages;
5169 : : val->sharedram = node_page_state(pgdat, NR_SHMEM);
5170 : : val->freeram = sum_zone_node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
5171 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
5172 : : for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
5173 : : struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
5174 : :
5175 : : if (is_highmem(zone)) {
5176 : : managed_highpages += zone_managed_pages(zone);
5177 : : free_highpages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
5178 : : }
5179 : : }
5180 : : val->totalhigh = managed_highpages;
5181 : : val->freehigh = free_highpages;
5182 : : #else
5183 : : val->totalhigh = managed_highpages;
5184 : : val->freehigh = free_highpages;
5185 : : #endif
5186 : : val->mem_unit = PAGE_SIZE;
5187 : : }
5188 : : #endif
5189 : :
5190 : : /*
5191 : : * Determine whether the node should be displayed or not, depending on whether
5192 : : * SHOW_MEM_FILTER_NODES was passed to show_free_areas().
5193 : : */
5194 : : static bool show_mem_node_skip(unsigned int flags, int nid, nodemask_t *nodemask)
5195 : : {
5196 : 0 : if (!(flags & SHOW_MEM_FILTER_NODES))
5197 : : return false;
5198 : :
5199 : : /*
5200 : : * no node mask - aka implicit memory numa policy. Do not bother with
5201 : : * the synchronization - read_mems_allowed_begin - because we do not
5202 : : * have to be precise here.
5203 : : */
5204 : 0 : if (!nodemask)
5205 : 0 : nodemask = &cpuset_current_mems_allowed;
5206 : :
5207 : 0 : return !node_isset(nid, *nodemask);
5208 : : }
5209 : :
5210 : : #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
5211 : :
5212 : 0 : static void show_migration_types(unsigned char type)
5213 : : {
5214 : : static const char types[MIGRATE_TYPES] = {
5215 : : [MIGRATE_UNMOVABLE] = 'U',
5216 : : [MIGRATE_MOVABLE] = 'M',
5217 : : [MIGRATE_RECLAIMABLE] = 'E',
5218 : : [MIGRATE_HIGHATOMIC] = 'H',
5219 : : #ifdef CONFIG_CMA
5220 : : [MIGRATE_CMA] = 'C',
5221 : : #endif
5222 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
5223 : : [MIGRATE_ISOLATE] = 'I',
5224 : : #endif
5225 : : };
5226 : : char tmp[MIGRATE_TYPES + 1];
5227 : : char *p = tmp;
5228 : : int i;
5229 : :
5230 : 0 : for (i = 0; i < MIGRATE_TYPES; i++) {
5231 : 0 : if (type & (1 << i))
5232 : 0 : *p++ = types[i];
5233 : : }
5234 : :
5235 : 0 : *p = '\0';
5236 : 0 : printk(KERN_CONT "(%s) ", tmp);
5237 : 0 : }
5238 : :
5239 : : /*
5240 : : * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
5241 : : * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
5242 : : * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
5243 : : *
5244 : : * Bits in @filter:
5245 : : * SHOW_MEM_FILTER_NODES: suppress nodes that are not allowed by current's
5246 : : * cpuset.
5247 : : */
5248 : 0 : void show_free_areas(unsigned int filter, nodemask_t *nodemask)
5249 : : {
5250 : : unsigned long free_pcp = 0;
5251 : : int cpu;
5252 : : struct zone *zone;
5253 : : pg_data_t *pgdat;
5254 : :
5255 : 0 : for_each_populated_zone(zone) {
5256 : 0 : if (show_mem_node_skip(filter, zone_to_nid(zone), nodemask))
5257 : 0 : continue;
5258 : :
5259 : 0 : for_each_online_cpu(cpu)
5260 : 0 : free_pcp += per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu)->pcp.count;
5261 : : }
5262 : :
5263 : 0 : printk("active_anon:%lu inactive_anon:%lu isolated_anon:%lu\n"
5264 : : " active_file:%lu inactive_file:%lu isolated_file:%lu\n"
5265 : : " unevictable:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
5266 : : " slab_reclaimable:%lu slab_unreclaimable:%lu\n"
5267 : : " mapped:%lu shmem:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n"
5268 : : " free:%lu free_pcp:%lu free_cma:%lu\n",
5269 : : global_node_page_state(NR_ACTIVE_ANON),
5270 : : global_node_page_state(NR_INACTIVE_ANON),
5271 : : global_node_page_state(NR_ISOLATED_ANON),
5272 : : global_node_page_state(NR_ACTIVE_FILE),
5273 : : global_node_page_state(NR_INACTIVE_FILE),
5274 : : global_node_page_state(NR_ISOLATED_FILE),
5275 : : global_node_page_state(NR_UNEVICTABLE),
5276 : : global_node_page_state(NR_FILE_DIRTY),
5277 : : global_node_page_state(NR_WRITEBACK),
5278 : : global_node_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
5279 : : global_node_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE),
5280 : : global_node_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
5281 : : global_node_page_state(NR_FILE_MAPPED),
5282 : : global_node_page_state(NR_SHMEM),
5283 : : global_zone_page_state(NR_PAGETABLE),
5284 : : global_zone_page_state(NR_BOUNCE),
5285 : : global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES),
5286 : : free_pcp,
5287 : : global_zone_page_state(NR_FREE_CMA_PAGES));
5288 : :
5289 : 0 : for_each_online_pgdat(pgdat) {
5290 : 0 : if (show_mem_node_skip(filter, pgdat->node_id, nodemask))
5291 : 0 : continue;
5292 : :
5293 : 0 : printk("Node %d"
5294 : : " active_anon:%lukB"
5295 : : " inactive_anon:%lukB"
5296 : : " active_file:%lukB"
5297 : : " inactive_file:%lukB"
5298 : : " unevictable:%lukB"
5299 : : " isolated(anon):%lukB"
5300 : : " isolated(file):%lukB"
5301 : : " mapped:%lukB"
5302 : : " dirty:%lukB"
5303 : : " writeback:%lukB"
5304 : : " shmem:%lukB"
5305 : : #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5306 : : " shmem_thp: %lukB"
5307 : : " shmem_pmdmapped: %lukB"
5308 : : " anon_thp: %lukB"
5309 : : #endif
5310 : : " writeback_tmp:%lukB"
5311 : : " unstable:%lukB"
5312 : : " all_unreclaimable? %s"
5313 : : "\n",
5314 : : pgdat->node_id,
5315 : : K(node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_ANON)),
5316 : : K(node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON)),
5317 : : K(node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE)),
5318 : : K(node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE)),
5319 : : K(node_page_state(pgdat, NR_UNEVICTABLE)),
5320 : : K(node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON)),
5321 : : K(node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE)),
5322 : : K(node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED)),
5323 : : K(node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY)),
5324 : : K(node_page_state(pgdat, NR_WRITEBACK)),
5325 : : K(node_page_state(pgdat, NR_SHMEM)),
5326 : : #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5327 : : K(node_page_state(pgdat, NR_SHMEM_THPS) * HPAGE_PMD_NR),
5328 : : K(node_page_state(pgdat, NR_SHMEM_PMDMAPPED)
5329 : : * HPAGE_PMD_NR),
5330 : : K(node_page_state(pgdat, NR_ANON_THPS) * HPAGE_PMD_NR),
5331 : : #endif
5332 : : K(node_page_state(pgdat, NR_WRITEBACK_TEMP)),
5333 : : K(node_page_state(pgdat, NR_UNSTABLE_NFS)),
5334 : 0 : pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES ?
5335 : : "yes" : "no");
5336 : : }
5337 : :
5338 : 0 : for_each_populated_zone(zone) {
5339 : : int i;
5340 : :
5341 : 0 : if (show_mem_node_skip(filter, zone_to_nid(zone), nodemask))
5342 : 0 : continue;
5343 : :
5344 : : free_pcp = 0;
5345 : 0 : for_each_online_cpu(cpu)
5346 : 0 : free_pcp += per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu)->pcp.count;
5347 : :
5348 : : show_node(zone);
5349 : 0 : printk(KERN_CONT
5350 : : "%s"
5351 : : " free:%lukB"
5352 : : " min:%lukB"
5353 : : " low:%lukB"
5354 : : " high:%lukB"
5355 : : " active_anon:%lukB"
5356 : : " inactive_anon:%lukB"
5357 : : " active_file:%lukB"
5358 : : " inactive_file:%lukB"
5359 : : " unevictable:%lukB"
5360 : : " writepending:%lukB"
5361 : : " present:%lukB"
5362 : : " managed:%lukB"
5363 : : " mlocked:%lukB"
5364 : : " kernel_stack:%lukB"
5365 : : " pagetables:%lukB"
5366 : : " bounce:%lukB"
5367 : : " free_pcp:%lukB"
5368 : : " local_pcp:%ukB"
5369 : : " free_cma:%lukB"
5370 : : "\n",
5371 : : zone->name,
5372 : : K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
5373 : 0 : K(min_wmark_pages(zone)),
5374 : 0 : K(low_wmark_pages(zone)),
5375 : 0 : K(high_wmark_pages(zone)),
5376 : : K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON)),
5377 : : K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON)),
5378 : : K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE)),
5379 : : K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE)),
5380 : : K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_UNEVICTABLE)),
5381 : : K(zone_page_state(zone, NR_ZONE_WRITE_PENDING)),
5382 : 0 : K(zone->present_pages),
5383 : : K(zone_managed_pages(zone)),
5384 : : K(zone_page_state(zone, NR_MLOCK)),
5385 : : zone_page_state(zone, NR_KERNEL_STACK_KB),
5386 : : K(zone_page_state(zone, NR_PAGETABLE)),
5387 : : K(zone_page_state(zone, NR_BOUNCE)),
5388 : : K(free_pcp),
5389 : 0 : K(this_cpu_read(zone->pageset->pcp.count)),
5390 : : K(zone_page_state(zone, NR_FREE_CMA_PAGES)));
5391 : 0 : printk("lowmem_reserve[]:");
5392 : 0 : for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
5393 : 0 : printk(KERN_CONT " %ld", zone->lowmem_reserve[i]);
5394 : 0 : printk(KERN_CONT "\n");
5395 : : }
5396 : :
5397 : 0 : for_each_populated_zone(zone) {
5398 : : unsigned int order;
5399 : : unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, total = 0;
5400 : : unsigned char types[MAX_ORDER];
5401 : :
5402 : 0 : if (show_mem_node_skip(filter, zone_to_nid(zone), nodemask))
5403 : 0 : continue;
5404 : : show_node(zone);
5405 : 0 : printk(KERN_CONT "%s: ", zone->name);
5406 : :
5407 : 0 : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
5408 : 0 : for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5409 : : struct free_area *area = &zone->free_area[order];
5410 : : int type;
5411 : :
5412 : 0 : nr[order] = area->nr_free;
5413 : 0 : total += nr[order] << order;
5414 : :
5415 : 0 : types[order] = 0;
5416 : 0 : for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++) {
5417 : 0 : if (!free_area_empty(area, type))
5418 : 0 : types[order] |= 1 << type;
5419 : : }
5420 : : }
5421 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
5422 : 0 : for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
5423 : 0 : printk(KERN_CONT "%lu*%lukB ",
5424 : : nr[order], K(1UL) << order);
5425 : 0 : if (nr[order])
5426 : 0 : show_migration_types(types[order]);
5427 : : }
5428 : 0 : printk(KERN_CONT "= %lukB\n", K(total));
5429 : : }
5430 : :
5431 : : hugetlb_show_meminfo();
5432 : :
5433 : 0 : printk("%ld total pagecache pages\n", global_node_page_state(NR_FILE_PAGES));
5434 : :
5435 : 0 : show_swap_cache_info();
5436 : 0 : }
5437 : :
5438 : : static void zoneref_set_zone(struct zone *zone, struct zoneref *zoneref)
5439 : : {
5440 : 3 : zoneref->zone = zone;
5441 : 3 : zoneref->zone_idx = zone_idx(zone);
5442 : : }
5443 : :
5444 : : /*
5445 : : * Builds allocation fallback zone lists.
5446 : : *
5447 : : * Add all populated zones of a node to the zonelist.
5448 : : */
5449 : : static int build_zonerefs_node(pg_data_t *pgdat, struct zoneref *zonerefs)
5450 : : {
5451 : : struct zone *zone;
5452 : : enum zone_type zone_type = MAX_NR_ZONES;
5453 : : int nr_zones = 0;
5454 : :
5455 : : do {
5456 : 3 : zone_type--;
5457 : 3 : zone = pgdat->node_zones + zone_type;
5458 : 3 : if (managed_zone(zone)) {
5459 : 3 : zoneref_set_zone(zone, &zonerefs[nr_zones++]);
5460 : : check_highest_zone(zone_type);
5461 : : }
5462 : 3 : } while (zone_type);
5463 : :
5464 : 3 : return nr_zones;
5465 : : }
5466 : :
5467 : : #ifdef CONFIG_NUMA
5468 : :
5469 : : static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
5470 : : {
5471 : : /*
5472 : : * We used to support different zonlists modes but they turned
5473 : : * out to be just not useful. Let's keep the warning in place
5474 : : * if somebody still use the cmd line parameter so that we do
5475 : : * not fail it silently
5476 : : */
5477 : : if (!(*s == 'd' || *s == 'D' || *s == 'n' || *s == 'N')) {
5478 : : pr_warn("Ignoring unsupported numa_zonelist_order value: %s\n", s);
5479 : : return -EINVAL;
5480 : : }
5481 : : return 0;
5482 : : }
5483 : :
5484 : : static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
5485 : : {
5486 : : if (!s)
5487 : : return 0;
5488 : :
5489 : : return __parse_numa_zonelist_order(s);
5490 : : }
5491 : : early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
5492 : :
5493 : : char numa_zonelist_order[] = "Node";
5494 : :
5495 : : /*
5496 : : * sysctl handler for numa_zonelist_order
5497 : : */
5498 : : int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *table, int write,
5499 : : void __user *buffer, size_t *length,
5500 : : loff_t *ppos)
5501 : : {
5502 : : char *str;
5503 : : int ret;
5504 : :
5505 : : if (!write)
5506 : : return proc_dostring(table, write, buffer, length, ppos);
5507 : : str = memdup_user_nul(buffer, 16);
5508 : : if (IS_ERR(str))
5509 : : return PTR_ERR(str);
5510 : :
5511 : : ret = __parse_numa_zonelist_order(str);
5512 : : kfree(str);
5513 : : return ret;
5514 : : }
5515 : :
5516 : :
5517 : : #define MAX_NODE_LOAD (nr_online_nodes)
5518 : : static int node_load[MAX_NUMNODES];
5519 : :
5520 : : /**
5521 : : * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
5522 : : * @node: node whose fallback list we're appending
5523 : : * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
5524 : : *
5525 : : * We use a number of factors to determine which is the next node that should
5526 : : * appear on a given node's fallback list. The node should not have appeared
5527 : : * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
5528 : : * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
5529 : : * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
5530 : : * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
5531 : : * on them otherwise.
5532 : : *
5533 : : * Return: node id of the found node or %NUMA_NO_NODE if no node is found.
5534 : : */
5535 : : static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
5536 : : {
5537 : : int n, val;
5538 : : int min_val = INT_MAX;
5539 : : int best_node = NUMA_NO_NODE;
5540 : : const struct cpumask *tmp = cpumask_of_node(0);
5541 : :
5542 : : /* Use the local node if we haven't already */
5543 : : if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
5544 : : node_set(node, *used_node_mask);
5545 : : return node;
5546 : : }
5547 : :
5548 : : for_each_node_state(n, N_MEMORY) {
5549 : :
5550 : : /* Don't want a node to appear more than once */
5551 : : if (node_isset(n, *used_node_mask))
5552 : : continue;
5553 : :
5554 : : /* Use the distance array to find the distance */
5555 : : val = node_distance(node, n);
5556 : :
5557 : : /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
5558 : : val += (n < node);
5559 : :
5560 : : /* Give preference to headless and unused nodes */
5561 : : tmp = cpumask_of_node(n);
5562 : : if (!cpumask_empty(tmp))
5563 : : val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
5564 : :
5565 : : /* Slight preference for less loaded node */
5566 : : val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
5567 : : val += node_load[n];
5568 : :
5569 : : if (val < min_val) {
5570 : : min_val = val;
5571 : : best_node = n;
5572 : : }
5573 : : }
5574 : :
5575 : : if (best_node >= 0)
5576 : : node_set(best_node, *used_node_mask);
5577 : :
5578 : : return best_node;
5579 : : }
5580 : :
5581 : :
5582 : : /*
5583 : : * Build zonelists ordered by node and zones within node.
5584 : : * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
5585 : : * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
5586 : : */
5587 : : static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int *node_order,
5588 : : unsigned nr_nodes)
5589 : : {
5590 : : struct zoneref *zonerefs;
5591 : : int i;
5592 : :
5593 : : zonerefs = pgdat->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK]._zonerefs;
5594 : :
5595 : : for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
5596 : : int nr_zones;
5597 : :
5598 : : pg_data_t *node = NODE_DATA(node_order[i]);
5599 : :
5600 : : nr_zones = build_zonerefs_node(node, zonerefs);
5601 : : zonerefs += nr_zones;
5602 : : }
5603 : : zonerefs->zone = NULL;
5604 : : zonerefs->zone_idx = 0;
5605 : : }
5606 : :
5607 : : /*
5608 : : * Build gfp_thisnode zonelists
5609 : : */
5610 : : static void build_thisnode_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5611 : : {
5612 : : struct zoneref *zonerefs;
5613 : : int nr_zones;
5614 : :
5615 : : zonerefs = pgdat->node_zonelists[ZONELIST_NOFALLBACK]._zonerefs;
5616 : : nr_zones = build_zonerefs_node(pgdat, zonerefs);
5617 : : zonerefs += nr_zones;
5618 : : zonerefs->zone = NULL;
5619 : : zonerefs->zone_idx = 0;
5620 : : }
5621 : :
5622 : : /*
5623 : : * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
5624 : : * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
5625 : : * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
5626 : : * may still exist in local DMA zone.
5627 : : */
5628 : :
5629 : : static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5630 : : {
5631 : : static int node_order[MAX_NUMNODES];
5632 : : int node, load, nr_nodes = 0;
5633 : : nodemask_t used_mask;
5634 : : int local_node, prev_node;
5635 : :
5636 : : /* NUMA-aware ordering of nodes */
5637 : : local_node = pgdat->node_id;
5638 : : load = nr_online_nodes;
5639 : : prev_node = local_node;
5640 : : nodes_clear(used_mask);
5641 : :
5642 : : memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
5643 : : while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
5644 : : /*
5645 : : * We don't want to pressure a particular node.
5646 : : * So adding penalty to the first node in same
5647 : : * distance group to make it round-robin.
5648 : : */
5649 : : if (node_distance(local_node, node) !=
5650 : : node_distance(local_node, prev_node))
5651 : : node_load[node] = load;
5652 : :
5653 : : node_order[nr_nodes++] = node;
5654 : : prev_node = node;
5655 : : load--;
5656 : : }
5657 : :
5658 : : build_zonelists_in_node_order(pgdat, node_order, nr_nodes);
5659 : : build_thisnode_zonelists(pgdat);
5660 : : }
5661 : :
5662 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
5663 : : /*
5664 : : * Return node id of node used for "local" allocations.
5665 : : * I.e., first node id of first zone in arg node's generic zonelist.
5666 : : * Used for initializing percpu 'numa_mem', which is used primarily
5667 : : * for kernel allocations, so use GFP_KERNEL flags to locate zonelist.
5668 : : */
5669 : : int local_memory_node(int node)
5670 : : {
5671 : : struct zoneref *z;
5672 : :
5673 : : z = first_zones_zonelist(node_zonelist(node, GFP_KERNEL),
5674 : : gfp_zone(GFP_KERNEL),
5675 : : NULL);
5676 : : return zone_to_nid(z->zone);
5677 : : }
5678 : : #endif
5679 : :
5680 : : static void setup_min_unmapped_ratio(void);
5681 : : static void setup_min_slab_ratio(void);
5682 : : #else /* CONFIG_NUMA */
5683 : :
5684 : 3 : static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5685 : : {
5686 : : int node, local_node;
5687 : : struct zoneref *zonerefs;
5688 : : int nr_zones;
5689 : :
5690 : 3 : local_node = pgdat->node_id;
5691 : :
5692 : 3 : zonerefs = pgdat->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK]._zonerefs;
5693 : : nr_zones = build_zonerefs_node(pgdat, zonerefs);
5694 : 3 : zonerefs += nr_zones;
5695 : :
5696 : : /*
5697 : : * Now we build the zonelist so that it contains the zones
5698 : : * of all the other nodes.
5699 : : * We don't want to pressure a particular node, so when
5700 : : * building the zones for node N, we make sure that the
5701 : : * zones coming right after the local ones are those from
5702 : : * node N+1 (modulo N)
5703 : : */
5704 : 3 : for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
5705 : 0 : if (!node_online(node))
5706 : 0 : continue;
5707 : : nr_zones = build_zonerefs_node(NODE_DATA(node), zonerefs);
5708 : 0 : zonerefs += nr_zones;
5709 : : }
5710 : 0 : for (node = 0; node < local_node; node++) {
5711 : 0 : if (!node_online(node))
5712 : 0 : continue;
5713 : : nr_zones = build_zonerefs_node(NODE_DATA(node), zonerefs);
5714 : 0 : zonerefs += nr_zones;
5715 : : }
5716 : :
5717 : 3 : zonerefs->zone = NULL;
5718 : 3 : zonerefs->zone_idx = 0;
5719 : 3 : }
5720 : :
5721 : : #endif /* CONFIG_NUMA */
5722 : :
5723 : : /*
5724 : : * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
5725 : : * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
5726 : : * that an item put on a list will immediately be handed over to
5727 : : * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
5728 : : * with interrupts disabled.
5729 : : *
5730 : : * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
5731 : : * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
5732 : : * hotplugged processors.
5733 : : *
5734 : : * zoneinfo_show() and maybe other functions do
5735 : : * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
5736 : : * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
5737 : : */
5738 : : static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch);
5739 : : static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_pageset, boot_pageset);
5740 : : static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_nodestat, boot_nodestats);
5741 : :
5742 : 3 : static void __build_all_zonelists(void *data)
5743 : : {
5744 : : int nid;
5745 : : int __maybe_unused cpu;
5746 : : pg_data_t *self = data;
5747 : : static DEFINE_SPINLOCK(lock);
5748 : :
5749 : : spin_lock(&lock);
5750 : :
5751 : : #ifdef CONFIG_NUMA
5752 : : memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
5753 : : #endif
5754 : :
5755 : : /*
5756 : : * This node is hotadded and no memory is yet present. So just
5757 : : * building zonelists is fine - no need to touch other nodes.
5758 : : */
5759 : 3 : if (self && !node_online(self->node_id)) {
5760 : 0 : build_zonelists(self);
5761 : : } else {
5762 : 3 : for_each_online_node(nid) {
5763 : : pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
5764 : :
5765 : 3 : build_zonelists(pgdat);
5766 : : }
5767 : :
5768 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORYLESS_NODES
5769 : : /*
5770 : : * We now know the "local memory node" for each node--
5771 : : * i.e., the node of the first zone in the generic zonelist.
5772 : : * Set up numa_mem percpu variable for on-line cpus. During
5773 : : * boot, only the boot cpu should be on-line; we'll init the
5774 : : * secondary cpus' numa_mem as they come on-line. During
5775 : : * node/memory hotplug, we'll fixup all on-line cpus.
5776 : : */
5777 : : for_each_online_cpu(cpu)
5778 : : set_cpu_numa_mem(cpu, local_memory_node(cpu_to_node(cpu)));
5779 : : #endif
5780 : : }
5781 : :
5782 : : spin_unlock(&lock);
5783 : 3 : }
5784 : :
5785 : : static noinline void __init
5786 : 3 : build_all_zonelists_init(void)
5787 : : {
5788 : : int cpu;
5789 : :
5790 : 3 : __build_all_zonelists(NULL);
5791 : :
5792 : : /*
5793 : : * Initialize the boot_pagesets that are going to be used
5794 : : * for bootstrapping processors. The real pagesets for
5795 : : * each zone will be allocated later when the per cpu
5796 : : * allocator is available.
5797 : : *
5798 : : * boot_pagesets are used also for bootstrapping offline
5799 : : * cpus if the system is already booted because the pagesets
5800 : : * are needed to initialize allocators on a specific cpu too.
5801 : : * F.e. the percpu allocator needs the page allocator which
5802 : : * needs the percpu allocator in order to allocate its pagesets
5803 : : * (a chicken-egg dilemma).
5804 : : */
5805 : 3 : for_each_possible_cpu(cpu)
5806 : 3 : setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
5807 : :
5808 : 3 : mminit_verify_zonelist();
5809 : 3 : cpuset_init_current_mems_allowed();
5810 : 3 : }
5811 : :
5812 : : /*
5813 : : * unless system_state == SYSTEM_BOOTING.
5814 : : *
5815 : : * __ref due to call of __init annotated helper build_all_zonelists_init
5816 : : * [protected by SYSTEM_BOOTING].
5817 : : */
5818 : 3 : void __ref build_all_zonelists(pg_data_t *pgdat)
5819 : : {
5820 : 3 : if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
5821 : 3 : build_all_zonelists_init();
5822 : : } else {
5823 : 0 : __build_all_zonelists(pgdat);
5824 : : /* cpuset refresh routine should be here */
5825 : : }
5826 : 3 : vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
5827 : : /*
5828 : : * Disable grouping by mobility if the number of pages in the
5829 : : * system is too low to allow the mechanism to work. It would be
5830 : : * more accurate, but expensive to check per-zone. This check is
5831 : : * made on memory-hotadd so a system can start with mobility
5832 : : * disabled and enable it later
5833 : : */
5834 : 3 : if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
5835 : 0 : page_group_by_mobility_disabled = 1;
5836 : : else
5837 : 3 : page_group_by_mobility_disabled = 0;
5838 : :
5839 : 3 : pr_info("Built %u zonelists, mobility grouping %s. Total pages: %ld\n",
5840 : : nr_online_nodes,
5841 : : page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
5842 : : vm_total_pages);
5843 : : #ifdef CONFIG_NUMA
5844 : : pr_info("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
5845 : : #endif
5846 : 3 : }
5847 : :
5848 : : /* If zone is ZONE_MOVABLE but memory is mirrored, it is an overlapped init */
5849 : : static bool __meminit
5850 : : overlap_memmap_init(unsigned long zone, unsigned long *pfn)
5851 : : {
5852 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
5853 : : static struct memblock_region *r;
5854 : :
5855 : : if (mirrored_kernelcore && zone == ZONE_MOVABLE) {
5856 : : if (!r || *pfn >= memblock_region_memory_end_pfn(r)) {
5857 : : for_each_memblock(memory, r) {
5858 : : if (*pfn < memblock_region_memory_end_pfn(r))
5859 : : break;
5860 : : }
5861 : : }
5862 : : if (*pfn >= memblock_region_memory_base_pfn(r) &&
5863 : : memblock_is_mirror(r)) {
5864 : : *pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
5865 : : return true;
5866 : : }
5867 : : }
5868 : : #endif
5869 : : return false;
5870 : : }
5871 : :
5872 : : /*
5873 : : * Initially all pages are reserved - free ones are freed
5874 : : * up by memblock_free_all() once the early boot process is
5875 : : * done. Non-atomic initialization, single-pass.
5876 : : */
5877 : 3 : void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
5878 : : unsigned long start_pfn, enum memmap_context context,
5879 : : struct vmem_altmap *altmap)
5880 : : {
5881 : 3 : unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + size;
5882 : : struct page *page;
5883 : :
5884 : 3 : if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
5885 : 3 : highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
5886 : :
5887 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
5888 : : /*
5889 : : * Honor reservation requested by the driver for this ZONE_DEVICE
5890 : : * memory. We limit the total number of pages to initialize to just
5891 : : * those that might contain the memory mapping. We will defer the
5892 : : * ZONE_DEVICE page initialization until after we have released
5893 : : * the hotplug lock.
5894 : : */
5895 : : if (zone == ZONE_DEVICE) {
5896 : : if (!altmap)
5897 : : return;
5898 : :
5899 : : if (start_pfn == altmap->base_pfn)
5900 : : start_pfn += altmap->reserve;
5901 : : end_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
5902 : : }
5903 : : #endif
5904 : :
5905 : 3 : for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
5906 : : /*
5907 : : * There can be holes in boot-time mem_map[]s handed to this
5908 : : * function. They do not exist on hotplugged memory.
5909 : : */
5910 : : if (context == MEMMAP_EARLY) {
5911 : : if (!early_pfn_valid(pfn))
5912 : : continue;
5913 : : if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
5914 : : continue;
5915 : : if (overlap_memmap_init(zone, &pfn))
5916 : : continue;
5917 : : if (defer_init(nid, pfn, end_pfn))
5918 : : break;
5919 : : }
5920 : :
5921 : 3 : page = pfn_to_page(pfn);
5922 : 3 : __init_single_page(page, pfn, zone, nid);
5923 : 3 : if (context == MEMMAP_HOTPLUG)
5924 : : __SetPageReserved(page);
5925 : :
5926 : : /*
5927 : : * Mark the block movable so that blocks are reserved for
5928 : : * movable at startup. This will force kernel allocations
5929 : : * to reserve their blocks rather than leaking throughout
5930 : : * the address space during boot when many long-lived
5931 : : * kernel allocations are made.
5932 : : *
5933 : : * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
5934 : : * can be created for invalid pages (for alignment)
5935 : : * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
5936 : : * pfn out of zone.
5937 : : */
5938 : 3 : if (!(pfn & (pageblock_nr_pages - 1))) {
5939 : 3 : set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
5940 : 3 : cond_resched();
5941 : : }
5942 : : }
5943 : 3 : }
5944 : :
5945 : : #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
5946 : : void __ref memmap_init_zone_device(struct zone *zone,
5947 : : unsigned long start_pfn,
5948 : : unsigned long size,
5949 : : struct dev_pagemap *pgmap)
5950 : : {
5951 : : unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + size;
5952 : : struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
5953 : : struct vmem_altmap *altmap = pgmap_altmap(pgmap);
5954 : : unsigned long zone_idx = zone_idx(zone);
5955 : : unsigned long start = jiffies;
5956 : : int nid = pgdat->node_id;
5957 : :
5958 : : if (WARN_ON_ONCE(!pgmap || zone_idx(zone) != ZONE_DEVICE))
5959 : : return;
5960 : :
5961 : : /*
5962 : : * The call to memmap_init_zone should have already taken care
5963 : : * of the pages reserved for the memmap, so we can just jump to
5964 : : * the end of that region and start processing the device pages.
5965 : : */
5966 : : if (altmap) {
5967 : : start_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
5968 : : size = end_pfn - start_pfn;
5969 : : }
5970 : :
5971 : : for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
5972 : : struct page *page = pfn_to_page(pfn);
5973 : :
5974 : : __init_single_page(page, pfn, zone_idx, nid);
5975 : :
5976 : : /*
5977 : : * Mark page reserved as it will need to wait for onlining
5978 : : * phase for it to be fully associated with a zone.
5979 : : *
5980 : : * We can use the non-atomic __set_bit operation for setting
5981 : : * the flag as we are still initializing the pages.
5982 : : */
5983 : : __SetPageReserved(page);
5984 : :
5985 : : /*
5986 : : * ZONE_DEVICE pages union ->lru with a ->pgmap back pointer
5987 : : * and zone_device_data. It is a bug if a ZONE_DEVICE page is
5988 : : * ever freed or placed on a driver-private list.
5989 : : */
5990 : : page->pgmap = pgmap;
5991 : : page->zone_device_data = NULL;
5992 : :
5993 : : /*
5994 : : * Mark the block movable so that blocks are reserved for
5995 : : * movable at startup. This will force kernel allocations
5996 : : * to reserve their blocks rather than leaking throughout
5997 : : * the address space during boot when many long-lived
5998 : : * kernel allocations are made.
5999 : : *
6000 : : * bitmap is created for zone's valid pfn range. but memmap
6001 : : * can be created for invalid pages (for alignment)
6002 : : * check here not to call set_pageblock_migratetype() against
6003 : : * pfn out of zone.
6004 : : *
6005 : : * Please note that MEMMAP_HOTPLUG path doesn't clear memmap
6006 : : * because this is done early in section_activate()
6007 : : */
6008 : : if (!(pfn & (pageblock_nr_pages - 1))) {
6009 : : set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
6010 : : cond_resched();
6011 : : }
6012 : : }
6013 : :
6014 : : pr_info("%s initialised %lu pages in %ums\n", __func__,
6015 : : size, jiffies_to_msecs(jiffies - start));
6016 : : }
6017 : :
6018 : : #endif
6019 : 3 : static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
6020 : : {
6021 : : unsigned int order, t;
6022 : 3 : for_each_migratetype_order(order, t) {
6023 : 3 : INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
6024 : 3 : zone->free_area[order].nr_free = 0;
6025 : : }
6026 : 3 : }
6027 : :
6028 : 3 : void __meminit __weak memmap_init(unsigned long size, int nid,
6029 : : unsigned long zone, unsigned long start_pfn)
6030 : : {
6031 : 3 : memmap_init_zone(size, nid, zone, start_pfn, MEMMAP_EARLY, NULL);
6032 : 3 : }
6033 : :
6034 : 3 : static int zone_batchsize(struct zone *zone)
6035 : : {
6036 : : #ifdef CONFIG_MMU
6037 : : int batch;
6038 : :
6039 : : /*
6040 : : * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
6041 : : * size of the zone.
6042 : : */
6043 : 3 : batch = zone_managed_pages(zone) / 1024;
6044 : : /* But no more than a meg. */
6045 : 3 : if (batch * PAGE_SIZE > 1024 * 1024)
6046 : : batch = (1024 * 1024) / PAGE_SIZE;
6047 : 3 : batch /= 4; /* We effectively *= 4 below */
6048 : 3 : if (batch < 1)
6049 : : batch = 1;
6050 : :
6051 : : /*
6052 : : * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
6053 : : * of 2 value was found to be more likely to have
6054 : : * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
6055 : : *
6056 : : * For example if 2 tasks are alternately allocating
6057 : : * batches of pages, one task can end up with a lot
6058 : : * of pages of one half of the possible page colors
6059 : : * and the other with pages of the other colors.
6060 : : */
6061 : 3 : batch = rounddown_pow_of_two(batch + batch/2) - 1;
6062 : :
6063 : 3 : return batch;
6064 : :
6065 : : #else
6066 : : /* The deferral and batching of frees should be suppressed under NOMMU
6067 : : * conditions.
6068 : : *
6069 : : * The problem is that NOMMU needs to be able to allocate large chunks
6070 : : * of contiguous memory as there's no hardware page translation to
6071 : : * assemble apparent contiguous memory from discontiguous pages.
6072 : : *
6073 : : * Queueing large contiguous runs of pages for batching, however,
6074 : : * causes the pages to actually be freed in smaller chunks. As there
6075 : : * can be a significant delay between the individual batches being
6076 : : * recycled, this leads to the once large chunks of space being
6077 : : * fragmented and becoming unavailable for high-order allocations.
6078 : : */
6079 : : return 0;
6080 : : #endif
6081 : : }
6082 : :
6083 : : /*
6084 : : * pcp->high and pcp->batch values are related and dependent on one another:
6085 : : * ->batch must never be higher then ->high.
6086 : : * The following function updates them in a safe manner without read side
6087 : : * locking.
6088 : : *
6089 : : * Any new users of pcp->batch and pcp->high should ensure they can cope with
6090 : : * those fields changing asynchronously (acording the the above rule).
6091 : : *
6092 : : * mutex_is_locked(&pcp_batch_high_lock) required when calling this function
6093 : : * outside of boot time (or some other assurance that no concurrent updaters
6094 : : * exist).
6095 : : */
6096 : : static void pageset_update(struct per_cpu_pages *pcp, unsigned long high,
6097 : : unsigned long batch)
6098 : : {
6099 : : /* start with a fail safe value for batch */
6100 : 3 : pcp->batch = 1;
6101 : 3 : smp_wmb();
6102 : :
6103 : : /* Update high, then batch, in order */
6104 : 3 : pcp->high = high;
6105 : 3 : smp_wmb();
6106 : :
6107 : 3 : pcp->batch = batch;
6108 : : }
6109 : :
6110 : : /* a companion to pageset_set_high() */
6111 : : static void pageset_set_batch(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
6112 : : {
6113 : 3 : pageset_update(&p->pcp, 6 * batch, max(1UL, 1 * batch));
6114 : : }
6115 : :
6116 : 3 : static void pageset_init(struct per_cpu_pageset *p)
6117 : : {
6118 : : struct per_cpu_pages *pcp;
6119 : : int migratetype;
6120 : :
6121 : 3 : memset(p, 0, sizeof(*p));
6122 : :
6123 : : pcp = &p->pcp;
6124 : 3 : for (migratetype = 0; migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; migratetype++)
6125 : 3 : INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);
6126 : 3 : }
6127 : :
6128 : : static void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
6129 : : {
6130 : 3 : pageset_init(p);
6131 : : pageset_set_batch(p, batch);
6132 : : }
6133 : :
6134 : : /*
6135 : : * pageset_set_high() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
6136 : : * to the value high for the pageset p.
6137 : : */
6138 : : static void pageset_set_high(struct per_cpu_pageset *p,
6139 : : unsigned long high)
6140 : : {
6141 : 0 : unsigned long batch = max(1UL, high / 4);
6142 : 0 : if ((high / 4) > (PAGE_SHIFT * 8))
6143 : : batch = PAGE_SHIFT * 8;
6144 : :
6145 : : pageset_update(&p->pcp, high, batch);
6146 : : }
6147 : :
6148 : 3 : static void pageset_set_high_and_batch(struct zone *zone,
6149 : : struct per_cpu_pageset *pcp)
6150 : : {
6151 : 3 : if (percpu_pagelist_fraction)
6152 : 0 : pageset_set_high(pcp,
6153 : : (zone_managed_pages(zone) /
6154 : : percpu_pagelist_fraction));
6155 : : else
6156 : 3 : pageset_set_batch(pcp, zone_batchsize(zone));
6157 : 3 : }
6158 : :
6159 : 3 : static void __meminit zone_pageset_init(struct zone *zone, int cpu)
6160 : : {
6161 : 3 : struct per_cpu_pageset *pcp = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
6162 : :
6163 : 3 : pageset_init(pcp);
6164 : 3 : pageset_set_high_and_batch(zone, pcp);
6165 : 3 : }
6166 : :
6167 : 3 : void __meminit setup_zone_pageset(struct zone *zone)
6168 : : {
6169 : : int cpu;
6170 : 3 : zone->pageset = alloc_percpu(struct per_cpu_pageset);
6171 : 3 : for_each_possible_cpu(cpu)
6172 : 3 : zone_pageset_init(zone, cpu);
6173 : 3 : }
6174 : :
6175 : : /*
6176 : : * Allocate per cpu pagesets and initialize them.
6177 : : * Before this call only boot pagesets were available.
6178 : : */
6179 : 3 : void __init setup_per_cpu_pageset(void)
6180 : : {
6181 : : struct pglist_data *pgdat;
6182 : : struct zone *zone;
6183 : :
6184 : 3 : for_each_populated_zone(zone)
6185 : 3 : setup_zone_pageset(zone);
6186 : :
6187 : 3 : for_each_online_pgdat(pgdat)
6188 : 3 : pgdat->per_cpu_nodestats =
6189 : 3 : alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
6190 : 3 : }
6191 : :
6192 : 3 : static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
6193 : : {
6194 : : /*
6195 : : * per cpu subsystem is not up at this point. The following code
6196 : : * relies on the ability of the linker to provide the
6197 : : * offset of a (static) per cpu variable into the per cpu area.
6198 : : */
6199 : 3 : zone->pageset = &boot_pageset;
6200 : :
6201 : 3 : if (populated_zone(zone))
6202 : 3 : printk(KERN_DEBUG " %s zone: %lu pages, LIFO batch:%u\n",
6203 : : zone->name, zone->present_pages,
6204 : : zone_batchsize(zone));
6205 : 3 : }
6206 : :
6207 : 3 : void __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
6208 : : unsigned long zone_start_pfn,
6209 : : unsigned long size)
6210 : : {
6211 : 3 : struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
6212 : 3 : int zone_idx = zone_idx(zone) + 1;
6213 : :
6214 : 3 : if (zone_idx > pgdat->nr_zones)
6215 : 3 : pgdat->nr_zones = zone_idx;
6216 : :
6217 : 3 : zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
6218 : :
6219 : 3 : mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
6220 : : "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
6221 : : pgdat->node_id,
6222 : : (unsigned long)zone_idx(zone),
6223 : : zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
6224 : :
6225 : 3 : zone_init_free_lists(zone);
6226 : 3 : zone->initialized = 1;
6227 : 3 : }
6228 : :
6229 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
6230 : : #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
6231 : :
6232 : : /*
6233 : : * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
6234 : : */
6235 : : int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
6236 : : struct mminit_pfnnid_cache *state)
6237 : : {
6238 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
6239 : : int nid;
6240 : :
6241 : : if (state->last_start <= pfn && pfn < state->last_end)
6242 : : return state->last_nid;
6243 : :
6244 : : nid = memblock_search_pfn_nid(pfn, &start_pfn, &end_pfn);
6245 : : if (nid != NUMA_NO_NODE) {
6246 : : state->last_start = start_pfn;
6247 : : state->last_end = end_pfn;
6248 : : state->last_nid = nid;
6249 : : }
6250 : :
6251 : : return nid;
6252 : : }
6253 : : #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
6254 : :
6255 : : /**
6256 : : * free_bootmem_with_active_regions - Call memblock_free_early_nid for each active range
6257 : : * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
6258 : : * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to memblock_free_early_nid
6259 : : *
6260 : : * If an architecture guarantees that all ranges registered contain no holes
6261 : : * and may be freed, this this function may be used instead of calling
6262 : : * memblock_free_early_nid() manually.
6263 : : */
6264 : : void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid, unsigned long max_low_pfn)
6265 : : {
6266 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
6267 : : int i, this_nid;
6268 : :
6269 : : for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid) {
6270 : : start_pfn = min(start_pfn, max_low_pfn);
6271 : : end_pfn = min(end_pfn, max_low_pfn);
6272 : :
6273 : : if (start_pfn < end_pfn)
6274 : : memblock_free_early_nid(PFN_PHYS(start_pfn),
6275 : : (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT,
6276 : : this_nid);
6277 : : }
6278 : : }
6279 : :
6280 : : /**
6281 : : * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
6282 : : * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
6283 : : *
6284 : : * If an architecture guarantees that all ranges registered contain no holes and may
6285 : : * be freed, this function may be used instead of calling memory_present() manually.
6286 : : */
6287 : : void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
6288 : : {
6289 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
6290 : : int i, this_nid;
6291 : :
6292 : : for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, &this_nid)
6293 : : memory_present(this_nid, start_pfn, end_pfn);
6294 : : }
6295 : :
6296 : : /**
6297 : : * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
6298 : : * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
6299 : : * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
6300 : : * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
6301 : : *
6302 : : * It returns the start and end page frame of a node based on information
6303 : : * provided by memblock_set_node(). If called for a node
6304 : : * with no available memory, a warning is printed and the start and end
6305 : : * PFNs will be 0.
6306 : : */
6307 : : void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
6308 : : unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
6309 : : {
6310 : : unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
6311 : : int i;
6312 : :
6313 : : *start_pfn = -1UL;
6314 : : *end_pfn = 0;
6315 : :
6316 : : for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
6317 : : *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
6318 : : *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
6319 : : }
6320 : :
6321 : : if (*start_pfn == -1UL)
6322 : : *start_pfn = 0;
6323 : : }
6324 : :
6325 : : /*
6326 : : * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
6327 : : * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
6328 : : * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
6329 : : */
6330 : : static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
6331 : : {
6332 : : int zone_index;
6333 : : for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
6334 : : if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
6335 : : continue;
6336 : :
6337 : : if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
6338 : : arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
6339 : : break;
6340 : : }
6341 : :
6342 : : VM_BUG_ON(zone_index == -1);
6343 : : movable_zone = zone_index;
6344 : : }
6345 : :
6346 : : /*
6347 : : * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
6348 : : * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
6349 : : * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
6350 : : * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
6351 : : * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
6352 : : * provided by the architecture for a given node by using the end of the
6353 : : * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
6354 : : * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
6355 : : */
6356 : : static void __init adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
6357 : : unsigned long zone_type,
6358 : : unsigned long node_start_pfn,
6359 : : unsigned long node_end_pfn,
6360 : : unsigned long *zone_start_pfn,
6361 : : unsigned long *zone_end_pfn)
6362 : : {
6363 : : /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
6364 : : if (zone_movable_pfn[nid]) {
6365 : : /* Size ZONE_MOVABLE */
6366 : : if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
6367 : : *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
6368 : : *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
6369 : : arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
6370 : :
6371 : : /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
6372 : : } else if (!mirrored_kernelcore &&
6373 : : *zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
6374 : : *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
6375 : : *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
6376 : :
6377 : : /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
6378 : : } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
6379 : : *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
6380 : : }
6381 : : }
6382 : :
6383 : : /*
6384 : : * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
6385 : : * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
6386 : : */
6387 : : static unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
6388 : : unsigned long zone_type,
6389 : : unsigned long node_start_pfn,
6390 : : unsigned long node_end_pfn,
6391 : : unsigned long *zone_start_pfn,
6392 : : unsigned long *zone_end_pfn,
6393 : : unsigned long *ignored)
6394 : : {
6395 : : unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
6396 : : unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
6397 : : /* When hotadd a new node from cpu_up(), the node should be empty */
6398 : : if (!node_start_pfn && !node_end_pfn)
6399 : : return 0;
6400 : :
6401 : : /* Get the start and end of the zone */
6402 : : *zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
6403 : : *zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
6404 : : adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
6405 : : node_start_pfn, node_end_pfn,
6406 : : zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6407 : :
6408 : : /* Check that this node has pages within the zone's required range */
6409 : : if (*zone_end_pfn < node_start_pfn || *zone_start_pfn > node_end_pfn)
6410 : : return 0;
6411 : :
6412 : : /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
6413 : : *zone_end_pfn = min(*zone_end_pfn, node_end_pfn);
6414 : : *zone_start_pfn = max(*zone_start_pfn, node_start_pfn);
6415 : :
6416 : : /* Return the spanned pages */
6417 : : return *zone_end_pfn - *zone_start_pfn;
6418 : : }
6419 : :
6420 : : /*
6421 : : * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
6422 : : * then all holes in the requested range will be accounted for.
6423 : : */
6424 : : unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
6425 : : unsigned long range_start_pfn,
6426 : : unsigned long range_end_pfn)
6427 : : {
6428 : : unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
6429 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
6430 : : int i;
6431 : :
6432 : : for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
6433 : : start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
6434 : : end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
6435 : : nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
6436 : : }
6437 : : return nr_absent;
6438 : : }
6439 : :
6440 : : /**
6441 : : * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
6442 : : * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
6443 : : * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
6444 : : *
6445 : : * Return: the number of pages frames in memory holes within a range.
6446 : : */
6447 : : unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
6448 : : unsigned long end_pfn)
6449 : : {
6450 : : return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
6451 : : }
6452 : :
6453 : : /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
6454 : : static unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
6455 : : unsigned long zone_type,
6456 : : unsigned long node_start_pfn,
6457 : : unsigned long node_end_pfn,
6458 : : unsigned long *ignored)
6459 : : {
6460 : : unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
6461 : : unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
6462 : : unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
6463 : : unsigned long nr_absent;
6464 : :
6465 : : /* When hotadd a new node from cpu_up(), the node should be empty */
6466 : : if (!node_start_pfn && !node_end_pfn)
6467 : : return 0;
6468 : :
6469 : : zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
6470 : : zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
6471 : :
6472 : : adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type,
6473 : : node_start_pfn, node_end_pfn,
6474 : : &zone_start_pfn, &zone_end_pfn);
6475 : : nr_absent = __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6476 : :
6477 : : /*
6478 : : * ZONE_MOVABLE handling.
6479 : : * Treat pages to be ZONE_MOVABLE in ZONE_NORMAL as absent pages
6480 : : * and vice versa.
6481 : : */
6482 : : if (mirrored_kernelcore && zone_movable_pfn[nid]) {
6483 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
6484 : : struct memblock_region *r;
6485 : :
6486 : : for_each_memblock(memory, r) {
6487 : : start_pfn = clamp(memblock_region_memory_base_pfn(r),
6488 : : zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6489 : : end_pfn = clamp(memblock_region_memory_end_pfn(r),
6490 : : zone_start_pfn, zone_end_pfn);
6491 : :
6492 : : if (zone_type == ZONE_MOVABLE &&
6493 : : memblock_is_mirror(r))
6494 : : nr_absent += end_pfn - start_pfn;
6495 : :
6496 : : if (zone_type == ZONE_NORMAL &&
6497 : : !memblock_is_mirror(r))
6498 : : nr_absent += end_pfn - start_pfn;
6499 : : }
6500 : : }
6501 : :
6502 : : return nr_absent;
6503 : : }
6504 : :
6505 : : #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
6506 : 3 : static inline unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
6507 : : unsigned long zone_type,
6508 : : unsigned long node_start_pfn,
6509 : : unsigned long node_end_pfn,
6510 : : unsigned long *zone_start_pfn,
6511 : : unsigned long *zone_end_pfn,
6512 : : unsigned long *zones_size)
6513 : : {
6514 : : unsigned int zone;
6515 : :
6516 : 3 : *zone_start_pfn = node_start_pfn;
6517 : 3 : for (zone = 0; zone < zone_type; zone++)
6518 : 3 : *zone_start_pfn += zones_size[zone];
6519 : :
6520 : 3 : *zone_end_pfn = *zone_start_pfn + zones_size[zone_type];
6521 : :
6522 : 3 : return zones_size[zone_type];
6523 : : }
6524 : :
6525 : : static inline unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
6526 : : unsigned long zone_type,
6527 : : unsigned long node_start_pfn,
6528 : : unsigned long node_end_pfn,
6529 : : unsigned long *zholes_size)
6530 : : {
6531 : 3 : if (!zholes_size)
6532 : : return 0;
6533 : :
6534 : 3 : return zholes_size[zone_type];
6535 : : }
6536 : :
6537 : : #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
6538 : :
6539 : 3 : static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
6540 : : unsigned long node_start_pfn,
6541 : : unsigned long node_end_pfn,
6542 : : unsigned long *zones_size,
6543 : : unsigned long *zholes_size)
6544 : : {
6545 : : unsigned long realtotalpages = 0, totalpages = 0;
6546 : : enum zone_type i;
6547 : :
6548 : 3 : for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
6549 : : struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
6550 : : unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
6551 : : unsigned long size, real_size;
6552 : :
6553 : 3 : size = zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
6554 : : node_start_pfn,
6555 : : node_end_pfn,
6556 : : &zone_start_pfn,
6557 : : &zone_end_pfn,
6558 : : zones_size);
6559 : 3 : real_size = size - zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
6560 : : node_start_pfn, node_end_pfn,
6561 : : zholes_size);
6562 : 3 : if (size)
6563 : 3 : zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
6564 : : else
6565 : 3 : zone->zone_start_pfn = 0;
6566 : 3 : zone->spanned_pages = size;
6567 : 3 : zone->present_pages = real_size;
6568 : :
6569 : 3 : totalpages += size;
6570 : 3 : realtotalpages += real_size;
6571 : : }
6572 : :
6573 : 3 : pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
6574 : 3 : pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
6575 : 3 : printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
6576 : : realtotalpages);
6577 : 3 : }
6578 : :
6579 : : #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
6580 : : /*
6581 : : * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
6582 : : * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
6583 : : * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
6584 : : * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
6585 : : * bytes.
6586 : : */
6587 : 3 : static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
6588 : : {
6589 : : unsigned long usemapsize;
6590 : :
6591 : 3 : zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
6592 : 3 : usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
6593 : 3 : usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
6594 : 3 : usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
6595 : 3 : usemapsize = roundup(usemapsize, 8 * sizeof(unsigned long));
6596 : :
6597 : 3 : return usemapsize / 8;
6598 : : }
6599 : :
6600 : 3 : static void __ref setup_usemap(struct pglist_data *pgdat,
6601 : : struct zone *zone,
6602 : : unsigned long zone_start_pfn,
6603 : : unsigned long zonesize)
6604 : : {
6605 : 3 : unsigned long usemapsize = usemap_size(zone_start_pfn, zonesize);
6606 : 3 : zone->pageblock_flags = NULL;
6607 : 3 : if (usemapsize) {
6608 : 3 : zone->pageblock_flags =
6609 : 3 : memblock_alloc_node(usemapsize, SMP_CACHE_BYTES,
6610 : : pgdat->node_id);
6611 : 3 : if (!zone->pageblock_flags)
6612 : 0 : panic("Failed to allocate %ld bytes for zone %s pageblock flags on node %d\n",
6613 : : usemapsize, zone->name, pgdat->node_id);
6614 : : }
6615 : 3 : }
6616 : : #else
6617 : : static inline void setup_usemap(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
6618 : : unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize) {}
6619 : : #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
6620 : :
6621 : : #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
6622 : :
6623 : : /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
6624 : : void __init set_pageblock_order(void)
6625 : : {
6626 : : unsigned int order;
6627 : :
6628 : : /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
6629 : : if (pageblock_order)
6630 : : return;
6631 : :
6632 : : if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT)
6633 : : order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
6634 : : else
6635 : : order = MAX_ORDER - 1;
6636 : :
6637 : : /*
6638 : : * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
6639 : : * This value may be variable depending on boot parameters on IA64 and
6640 : : * powerpc.
6641 : : */
6642 : : pageblock_order = order;
6643 : : }
6644 : : #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
6645 : :
6646 : : /*
6647 : : * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
6648 : : * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
6649 : : * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
6650 : : * the kernel config
6651 : : */
6652 : 0 : void __init set_pageblock_order(void)
6653 : : {
6654 : 0 : }
6655 : :
6656 : : #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
6657 : :
6658 : : static unsigned long __init calc_memmap_size(unsigned long spanned_pages,
6659 : : unsigned long present_pages)
6660 : : {
6661 : : unsigned long pages = spanned_pages;
6662 : :
6663 : : /*
6664 : : * Provide a more accurate estimation if there are holes within
6665 : : * the zone and SPARSEMEM is in use. If there are holes within the
6666 : : * zone, each populated memory region may cost us one or two extra
6667 : : * memmap pages due to alignment because memmap pages for each
6668 : : * populated regions may not be naturally aligned on page boundary.
6669 : : * So the (present_pages >> 4) heuristic is a tradeoff for that.
6670 : : */
6671 : : if (spanned_pages > present_pages + (present_pages >> 4) &&
6672 : : IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM))
6673 : : pages = present_pages;
6674 : :
6675 : 3 : return PAGE_ALIGN(pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
6676 : : }
6677 : :
6678 : : #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6679 : : static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat)
6680 : : {
6681 : : struct deferred_split *ds_queue = &pgdat->deferred_split_queue;
6682 : :
6683 : : spin_lock_init(&ds_queue->split_queue_lock);
6684 : : INIT_LIST_HEAD(&ds_queue->split_queue);
6685 : : ds_queue->split_queue_len = 0;
6686 : : }
6687 : : #else
6688 : : static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat) {}
6689 : : #endif
6690 : :
6691 : : #ifdef CONFIG_COMPACTION
6692 : : static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat)
6693 : : {
6694 : 3 : init_waitqueue_head(&pgdat->kcompactd_wait);
6695 : : }
6696 : : #else
6697 : : static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat) {}
6698 : : #endif
6699 : :
6700 : 3 : static void __meminit pgdat_init_internals(struct pglist_data *pgdat)
6701 : : {
6702 : : pgdat_resize_init(pgdat);
6703 : :
6704 : : pgdat_init_split_queue(pgdat);
6705 : : pgdat_init_kcompactd(pgdat);
6706 : :
6707 : 3 : init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
6708 : 3 : init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
6709 : :
6710 : : pgdat_page_ext_init(pgdat);
6711 : 3 : spin_lock_init(&pgdat->lru_lock);
6712 : 3 : lruvec_init(node_lruvec(pgdat));
6713 : 3 : }
6714 : :
6715 : : static void __meminit zone_init_internals(struct zone *zone, enum zone_type idx, int nid,
6716 : : unsigned long remaining_pages)
6717 : : {
6718 : : atomic_long_set(&zone->managed_pages, remaining_pages);
6719 : : zone_set_nid(zone, nid);
6720 : 3 : zone->name = zone_names[idx];
6721 : 3 : zone->zone_pgdat = NODE_DATA(nid);
6722 : 3 : spin_lock_init(&zone->lock);
6723 : : zone_seqlock_init(zone);
6724 : 3 : zone_pcp_init(zone);
6725 : : }
6726 : :
6727 : : /*
6728 : : * Set up the zone data structures
6729 : : * - init pgdat internals
6730 : : * - init all zones belonging to this node
6731 : : *
6732 : : * NOTE: this function is only called during memory hotplug
6733 : : */
6734 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
6735 : : void __ref free_area_init_core_hotplug(int nid)
6736 : : {
6737 : : enum zone_type z;
6738 : : pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
6739 : :
6740 : : pgdat_init_internals(pgdat);
6741 : : for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++)
6742 : : zone_init_internals(&pgdat->node_zones[z], z, nid, 0);
6743 : : }
6744 : : #endif
6745 : :
6746 : : /*
6747 : : * Set up the zone data structures:
6748 : : * - mark all pages reserved
6749 : : * - mark all memory queues empty
6750 : : * - clear the memory bitmaps
6751 : : *
6752 : : * NOTE: pgdat should get zeroed by caller.
6753 : : * NOTE: this function is only called during early init.
6754 : : */
6755 : 3 : static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat)
6756 : : {
6757 : : enum zone_type j;
6758 : 3 : int nid = pgdat->node_id;
6759 : :
6760 : 3 : pgdat_init_internals(pgdat);
6761 : 3 : pgdat->per_cpu_nodestats = &boot_nodestats;
6762 : :
6763 : 3 : for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
6764 : 3 : struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
6765 : : unsigned long size, freesize, memmap_pages;
6766 : 3 : unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
6767 : :
6768 : 3 : size = zone->spanned_pages;
6769 : 3 : freesize = zone->present_pages;
6770 : :
6771 : : /*
6772 : : * Adjust freesize so that it accounts for how much memory
6773 : : * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
6774 : : * and per-cpu initialisations
6775 : : */
6776 : : memmap_pages = calc_memmap_size(size, freesize);
6777 : : if (!is_highmem_idx(j)) {
6778 : 3 : if (freesize >= memmap_pages) {
6779 : 3 : freesize -= memmap_pages;
6780 : 3 : if (memmap_pages)
6781 : 3 : printk(KERN_DEBUG
6782 : : " %s zone: %lu pages used for memmap\n",
6783 : : zone_names[j], memmap_pages);
6784 : : } else
6785 : 0 : pr_warn(" %s zone: %lu pages exceeds freesize %lu\n",
6786 : : zone_names[j], memmap_pages, freesize);
6787 : : }
6788 : :
6789 : : /* Account for reserved pages */
6790 : 3 : if (j == 0 && freesize > dma_reserve) {
6791 : 3 : freesize -= dma_reserve;
6792 : 3 : printk(KERN_DEBUG " %s zone: %lu pages reserved\n",
6793 : : zone_names[0], dma_reserve);
6794 : : }
6795 : :
6796 : : if (!is_highmem_idx(j))
6797 : 3 : nr_kernel_pages += freesize;
6798 : : /* Charge for highmem memmap if there are enough kernel pages */
6799 : : else if (nr_kernel_pages > memmap_pages * 2)
6800 : : nr_kernel_pages -= memmap_pages;
6801 : 3 : nr_all_pages += freesize;
6802 : :
6803 : : /*
6804 : : * Set an approximate value for lowmem here, it will be adjusted
6805 : : * when the bootmem allocator frees pages into the buddy system.
6806 : : * And all highmem pages will be managed by the buddy system.
6807 : : */
6808 : : zone_init_internals(zone, j, nid, freesize);
6809 : :
6810 : 3 : if (!size)
6811 : 3 : continue;
6812 : :
6813 : : set_pageblock_order();
6814 : 3 : setup_usemap(pgdat, zone, zone_start_pfn, size);
6815 : 3 : init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
6816 : 3 : memmap_init(size, nid, j, zone_start_pfn);
6817 : : }
6818 : 3 : }
6819 : :
6820 : : #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
6821 : 3 : static void __ref alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
6822 : : {
6823 : : unsigned long __maybe_unused start = 0;
6824 : : unsigned long __maybe_unused offset = 0;
6825 : :
6826 : : /* Skip empty nodes */
6827 : 3 : if (!pgdat->node_spanned_pages)
6828 : 3 : return;
6829 : :
6830 : 3 : start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
6831 : 3 : offset = pgdat->node_start_pfn - start;
6832 : : /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
6833 : 3 : if (!pgdat->node_mem_map) {
6834 : : unsigned long size, end;
6835 : : struct page *map;
6836 : :
6837 : : /*
6838 : : * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
6839 : : * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
6840 : : * for the buddy allocator to function correctly.
6841 : : */
6842 : : end = pgdat_end_pfn(pgdat);
6843 : 3 : end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
6844 : 3 : size = (end - start) * sizeof(struct page);
6845 : 3 : map = memblock_alloc_node(size, SMP_CACHE_BYTES,
6846 : : pgdat->node_id);
6847 : 3 : if (!map)
6848 : 0 : panic("Failed to allocate %ld bytes for node %d memory map\n",
6849 : : size, pgdat->node_id);
6850 : 3 : pgdat->node_mem_map = map + offset;
6851 : : }
6852 : : pr_debug("%s: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
6853 : : __func__, pgdat->node_id, (unsigned long)pgdat,
6854 : : (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
6855 : : #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
6856 : : /*
6857 : : * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
6858 : : */
6859 : 3 : if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
6860 : 3 : mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
6861 : : #if defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) || defined(CONFIG_FLATMEM)
6862 : 3 : if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
6863 : 0 : mem_map -= offset;
6864 : : #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
6865 : : }
6866 : : #endif
6867 : : }
6868 : : #else
6869 : : static void __ref alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat) { }
6870 : : #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
6871 : :
6872 : : #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
6873 : : static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat)
6874 : : {
6875 : : pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
6876 : : }
6877 : : #else
6878 : : static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat) {}
6879 : : #endif
6880 : :
6881 : 3 : void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long *zones_size,
6882 : : unsigned long node_start_pfn,
6883 : : unsigned long *zholes_size)
6884 : : {
6885 : : pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
6886 : : unsigned long start_pfn = 0;
6887 : : unsigned long end_pfn = 0;
6888 : :
6889 : : /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
6890 : 3 : WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->kswapd_classzone_idx);
6891 : :
6892 : 3 : pgdat->node_id = nid;
6893 : 3 : pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
6894 : 3 : pgdat->per_cpu_nodestats = NULL;
6895 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
6896 : : get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
6897 : : pr_info("Initmem setup node %d [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
6898 : : (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
6899 : : end_pfn ? ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1 : 0);
6900 : : #else
6901 : : start_pfn = node_start_pfn;
6902 : : #endif
6903 : 3 : calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn,
6904 : : zones_size, zholes_size);
6905 : :
6906 : 3 : alloc_node_mem_map(pgdat);
6907 : : pgdat_set_deferred_range(pgdat);
6908 : :
6909 : 3 : free_area_init_core(pgdat);
6910 : 3 : }
6911 : :
6912 : : #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
6913 : : /*
6914 : : * Zero all valid struct pages in range [spfn, epfn), return number of struct
6915 : : * pages zeroed
6916 : : */
6917 : : static u64 zero_pfn_range(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
6918 : : {
6919 : : unsigned long pfn;
6920 : : u64 pgcnt = 0;
6921 : :
6922 : : for (pfn = spfn; pfn < epfn; pfn++) {
6923 : : if (!pfn_valid(ALIGN_DOWN(pfn, pageblock_nr_pages))) {
6924 : : pfn = ALIGN_DOWN(pfn, pageblock_nr_pages)
6925 : : + pageblock_nr_pages - 1;
6926 : : continue;
6927 : : }
6928 : : mm_zero_struct_page(pfn_to_page(pfn));
6929 : : pgcnt++;
6930 : : }
6931 : :
6932 : : return pgcnt;
6933 : : }
6934 : :
6935 : : /*
6936 : : * Only struct pages that are backed by physical memory are zeroed and
6937 : : * initialized by going through __init_single_page(). But, there are some
6938 : : * struct pages which are reserved in memblock allocator and their fields
6939 : : * may be accessed (for example page_to_pfn() on some configuration accesses
6940 : : * flags). We must explicitly zero those struct pages.
6941 : : *
6942 : : * This function also addresses a similar issue where struct pages are left
6943 : : * uninitialized because the physical address range is not covered by
6944 : : * memblock.memory or memblock.reserved. That could happen when memblock
6945 : : * layout is manually configured via memmap=, or when the highest physical
6946 : : * address (max_pfn) does not end on a section boundary.
6947 : : */
6948 : : void __init zero_resv_unavail(void)
6949 : : {
6950 : : phys_addr_t start, end;
6951 : : u64 i, pgcnt;
6952 : : phys_addr_t next = 0;
6953 : :
6954 : : /*
6955 : : * Loop through unavailable ranges not covered by memblock.memory.
6956 : : */
6957 : : pgcnt = 0;
6958 : : for_each_mem_range(i, &memblock.memory, NULL,
6959 : : NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end, NULL) {
6960 : : if (next < start)
6961 : : pgcnt += zero_pfn_range(PFN_DOWN(next), PFN_UP(start));
6962 : : next = end;
6963 : : }
6964 : :
6965 : : /*
6966 : : * Early sections always have a fully populated memmap for the whole
6967 : : * section - see pfn_valid(). If the last section has holes at the
6968 : : * end and that section is marked "online", the memmap will be
6969 : : * considered initialized. Make sure that memmap has a well defined
6970 : : * state.
6971 : : */
6972 : : pgcnt += zero_pfn_range(PFN_DOWN(next),
6973 : : round_up(max_pfn, PAGES_PER_SECTION));
6974 : :
6975 : : /*
6976 : : * Struct pages that do not have backing memory. This could be because
6977 : : * firmware is using some of this memory, or for some other reasons.
6978 : : */
6979 : : if (pgcnt)
6980 : : pr_info("Zeroed struct page in unavailable ranges: %lld pages", pgcnt);
6981 : : }
6982 : : #endif /* !CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
6983 : :
6984 : : #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
6985 : :
6986 : : #if MAX_NUMNODES > 1
6987 : : /*
6988 : : * Figure out the number of possible node ids.
6989 : : */
6990 : : void __init setup_nr_node_ids(void)
6991 : : {
6992 : : unsigned int highest;
6993 : :
6994 : : highest = find_last_bit(node_possible_map.bits, MAX_NUMNODES);
6995 : : nr_node_ids = highest + 1;
6996 : : }
6997 : : #endif
6998 : :
6999 : : /**
7000 : : * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
7001 : : *
7002 : : * This function should be called after node map is populated and sorted.
7003 : : * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
7004 : : * all the nodes.
7005 : : *
7006 : : * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
7007 : : * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)). If the
7008 : : * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB. Note that if only the last node is
7009 : : * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
7010 : : *
7011 : : * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
7012 : : * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
7013 : : * populated node map.
7014 : : *
7015 : : * Return: the determined alignment in pfn's. 0 if there is no alignment
7016 : : * requirement (single node).
7017 : : */
7018 : : unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
7019 : : {
7020 : : unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
7021 : : unsigned long start, end, mask;
7022 : : int last_nid = NUMA_NO_NODE;
7023 : : int i, nid;
7024 : :
7025 : : for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
7026 : : if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
7027 : : last_nid = nid;
7028 : : last_end = end;
7029 : : continue;
7030 : : }
7031 : :
7032 : : /*
7033 : : * Start with a mask granular enough to pin-point to the
7034 : : * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
7035 : : * too coarse to separate the current node from the last.
7036 : : */
7037 : : mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
7038 : : while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
7039 : : mask <<= 1;
7040 : :
7041 : : /* accumulate all internode masks */
7042 : : accl_mask |= mask;
7043 : : }
7044 : :
7045 : : /* convert mask to number of pages */
7046 : : return ~accl_mask + 1;
7047 : : }
7048 : :
7049 : : /* Find the lowest pfn for a node */
7050 : : static unsigned long __init find_min_pfn_for_node(int nid)
7051 : : {
7052 : : unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
7053 : : unsigned long start_pfn;
7054 : : int i;
7055 : :
7056 : : for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, NULL, NULL)
7057 : : min_pfn = min(min_pfn, start_pfn);
7058 : :
7059 : : if (min_pfn == ULONG_MAX) {
7060 : : pr_warn("Could not find start_pfn for node %d\n", nid);
7061 : : return 0;
7062 : : }
7063 : :
7064 : : return min_pfn;
7065 : : }
7066 : :
7067 : : /**
7068 : : * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
7069 : : *
7070 : : * Return: the minimum PFN based on information provided via
7071 : : * memblock_set_node().
7072 : : */
7073 : : unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
7074 : : {
7075 : : return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
7076 : : }
7077 : :
7078 : : /*
7079 : : * early_calculate_totalpages()
7080 : : * Sum pages in active regions for movable zone.
7081 : : * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
7082 : : */
7083 : : static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
7084 : : {
7085 : : unsigned long totalpages = 0;
7086 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
7087 : : int i, nid;
7088 : :
7089 : : for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
7090 : : unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
7091 : :
7092 : : totalpages += pages;
7093 : : if (pages)
7094 : : node_set_state(nid, N_MEMORY);
7095 : : }
7096 : : return totalpages;
7097 : : }
7098 : :
7099 : : /*
7100 : : * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
7101 : : * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
7102 : : * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
7103 : : * others
7104 : : */
7105 : : static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
7106 : : {
7107 : : int i, nid;
7108 : : unsigned long usable_startpfn;
7109 : : unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
7110 : : /* save the state before borrow the nodemask */
7111 : : nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
7112 : : unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
7113 : : int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
7114 : : struct memblock_region *r;
7115 : :
7116 : : /* Need to find movable_zone earlier when movable_node is specified. */
7117 : : find_usable_zone_for_movable();
7118 : :
7119 : : /*
7120 : : * If movable_node is specified, ignore kernelcore and movablecore
7121 : : * options.
7122 : : */
7123 : : if (movable_node_is_enabled()) {
7124 : : for_each_memblock(memory, r) {
7125 : : if (!memblock_is_hotpluggable(r))
7126 : : continue;
7127 : :
7128 : : nid = r->nid;
7129 : :
7130 : : usable_startpfn = PFN_DOWN(r->base);
7131 : : zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
7132 : : min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
7133 : : usable_startpfn;
7134 : : }
7135 : :
7136 : : goto out2;
7137 : : }
7138 : :
7139 : : /*
7140 : : * If kernelcore=mirror is specified, ignore movablecore option
7141 : : */
7142 : : if (mirrored_kernelcore) {
7143 : : bool mem_below_4gb_not_mirrored = false;
7144 : :
7145 : : for_each_memblock(memory, r) {
7146 : : if (memblock_is_mirror(r))
7147 : : continue;
7148 : :
7149 : : nid = r->nid;
7150 : :
7151 : : usable_startpfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
7152 : :
7153 : : if (usable_startpfn < 0x100000) {
7154 : : mem_below_4gb_not_mirrored = true;
7155 : : continue;
7156 : : }
7157 : :
7158 : : zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
7159 : : min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
7160 : : usable_startpfn;
7161 : : }
7162 : :
7163 : : if (mem_below_4gb_not_mirrored)
7164 : : pr_warn("This configuration results in unmirrored kernel memory.");
7165 : :
7166 : : goto out2;
7167 : : }
7168 : :
7169 : : /*
7170 : : * If kernelcore=nn% or movablecore=nn% was specified, calculate the
7171 : : * amount of necessary memory.
7172 : : */
7173 : : if (required_kernelcore_percent)
7174 : : required_kernelcore = (totalpages * 100 * required_kernelcore_percent) /
7175 : : 10000UL;
7176 : : if (required_movablecore_percent)
7177 : : required_movablecore = (totalpages * 100 * required_movablecore_percent) /
7178 : : 10000UL;
7179 : :
7180 : : /*
7181 : : * If movablecore= was specified, calculate what size of
7182 : : * kernelcore that corresponds so that memory usable for
7183 : : * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
7184 : : * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
7185 : : * will be used for required_kernelcore if it's greater than
7186 : : * what movablecore would have allowed.
7187 : : */
7188 : : if (required_movablecore) {
7189 : : unsigned long corepages;
7190 : :
7191 : : /*
7192 : : * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
7193 : : * was requested by the user
7194 : : */
7195 : : required_movablecore =
7196 : : roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
7197 : : required_movablecore = min(totalpages, required_movablecore);
7198 : : corepages = totalpages - required_movablecore;
7199 : :
7200 : : required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
7201 : : }
7202 : :
7203 : : /*
7204 : : * If kernelcore was not specified or kernelcore size is larger
7205 : : * than totalpages, there is no ZONE_MOVABLE.
7206 : : */
7207 : : if (!required_kernelcore || required_kernelcore >= totalpages)
7208 : : goto out;
7209 : :
7210 : : /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
7211 : : usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
7212 : :
7213 : : restart:
7214 : : /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
7215 : : kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
7216 : : for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
7217 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
7218 : :
7219 : : /*
7220 : : * Recalculate kernelcore_node if the division per node
7221 : : * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
7222 : : * amount of memory for the kernel
7223 : : */
7224 : : if (required_kernelcore < kernelcore_node)
7225 : : kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
7226 : :
7227 : : /*
7228 : : * As the map is walked, we track how much memory is usable
7229 : : * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
7230 : : * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
7231 : : */
7232 : : kernelcore_remaining = kernelcore_node;
7233 : :
7234 : : /* Go through each range of PFNs within this node */
7235 : : for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
7236 : : unsigned long size_pages;
7237 : :
7238 : : start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
7239 : : if (start_pfn >= end_pfn)
7240 : : continue;
7241 : :
7242 : : /* Account for what is only usable for kernelcore */
7243 : : if (start_pfn < usable_startpfn) {
7244 : : unsigned long kernel_pages;
7245 : : kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
7246 : : - start_pfn;
7247 : :
7248 : : kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
7249 : : kernelcore_remaining);
7250 : : required_kernelcore -= min(kernel_pages,
7251 : : required_kernelcore);
7252 : :
7253 : : /* Continue if range is now fully accounted */
7254 : : if (end_pfn <= usable_startpfn) {
7255 : :
7256 : : /*
7257 : : * Push zone_movable_pfn to the end so
7258 : : * that if we have to rebalance
7259 : : * kernelcore across nodes, we will
7260 : : * not double account here
7261 : : */
7262 : : zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
7263 : : continue;
7264 : : }
7265 : : start_pfn = usable_startpfn;
7266 : : }
7267 : :
7268 : : /*
7269 : : * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
7270 : : * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
7271 : : * number of pages used as kernelcore
7272 : : */
7273 : : size_pages = end_pfn - start_pfn;
7274 : : if (size_pages > kernelcore_remaining)
7275 : : size_pages = kernelcore_remaining;
7276 : : zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
7277 : :
7278 : : /*
7279 : : * Some kernelcore has been met, update counts and
7280 : : * break if the kernelcore for this node has been
7281 : : * satisfied
7282 : : */
7283 : : required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
7284 : : size_pages);
7285 : : kernelcore_remaining -= size_pages;
7286 : : if (!kernelcore_remaining)
7287 : : break;
7288 : : }
7289 : : }
7290 : :
7291 : : /*
7292 : : * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
7293 : : * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
7294 : : * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
7295 : : * satisfied
7296 : : */
7297 : : usable_nodes--;
7298 : : if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
7299 : : goto restart;
7300 : :
7301 : : out2:
7302 : : /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
7303 : : for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++)
7304 : : zone_movable_pfn[nid] =
7305 : : roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
7306 : :
7307 : : out:
7308 : : /* restore the node_state */
7309 : : node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
7310 : : }
7311 : :
7312 : : /* Any regular or high memory on that node ? */
7313 : : static void check_for_memory(pg_data_t *pgdat, int nid)
7314 : : {
7315 : : enum zone_type zone_type;
7316 : :
7317 : : for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
7318 : : struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
7319 : : if (populated_zone(zone)) {
7320 : : if (IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM))
7321 : : node_set_state(nid, N_HIGH_MEMORY);
7322 : : if (zone_type <= ZONE_NORMAL)
7323 : : node_set_state(nid, N_NORMAL_MEMORY);
7324 : : break;
7325 : : }
7326 : : }
7327 : : }
7328 : :
7329 : : /**
7330 : : * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
7331 : : * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
7332 : : *
7333 : : * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
7334 : : * Using the page ranges provided by memblock_set_node(), the size of each
7335 : : * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
7336 : : * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
7337 : : * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
7338 : : * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
7339 : : * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
7340 : : * at arch_max_dma_pfn.
7341 : : */
7342 : : void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
7343 : : {
7344 : : unsigned long start_pfn, end_pfn;
7345 : : int i, nid;
7346 : :
7347 : : /* Record where the zone boundaries are */
7348 : : memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
7349 : : sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
7350 : : memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
7351 : : sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
7352 : :
7353 : : start_pfn = find_min_pfn_with_active_regions();
7354 : :
7355 : : for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
7356 : : if (i == ZONE_MOVABLE)
7357 : : continue;
7358 : :
7359 : : end_pfn = max(max_zone_pfn[i], start_pfn);
7360 : : arch_zone_lowest_possible_pfn[i] = start_pfn;
7361 : : arch_zone_highest_possible_pfn[i] = end_pfn;
7362 : :
7363 : : start_pfn = end_pfn;
7364 : : }
7365 : :
7366 : : /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
7367 : : memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
7368 : : find_zone_movable_pfns_for_nodes();
7369 : :
7370 : : /* Print out the zone ranges */
7371 : : pr_info("Zone ranges:\n");
7372 : : for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
7373 : : if (i == ZONE_MOVABLE)
7374 : : continue;
7375 : : pr_info(" %-8s ", zone_names[i]);
7376 : : if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
7377 : : arch_zone_highest_possible_pfn[i])
7378 : : pr_cont("empty\n");
7379 : : else
7380 : : pr_cont("[mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
7381 : : (u64)arch_zone_lowest_possible_pfn[i]
7382 : : << PAGE_SHIFT,
7383 : : ((u64)arch_zone_highest_possible_pfn[i]
7384 : : << PAGE_SHIFT) - 1);
7385 : : }
7386 : :
7387 : : /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
7388 : : pr_info("Movable zone start for each node\n");
7389 : : for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
7390 : : if (zone_movable_pfn[i])
7391 : : pr_info(" Node %d: %#018Lx\n", i,
7392 : : (u64)zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
7393 : : }
7394 : :
7395 : : /*
7396 : : * Print out the early node map, and initialize the
7397 : : * subsection-map relative to active online memory ranges to
7398 : : * enable future "sub-section" extensions of the memory map.
7399 : : */
7400 : : pr_info("Early memory node ranges\n");
7401 : : for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
7402 : : pr_info(" node %3d: [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
7403 : : (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
7404 : : ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
7405 : : subsection_map_init(start_pfn, end_pfn - start_pfn);
7406 : : }
7407 : :
7408 : : /* Initialise every node */
7409 : : mminit_verify_pageflags_layout();
7410 : : setup_nr_node_ids();
7411 : : zero_resv_unavail();
7412 : : for_each_online_node(nid) {
7413 : : pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
7414 : : free_area_init_node(nid, NULL,
7415 : : find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
7416 : :
7417 : : /* Any memory on that node */
7418 : : if (pgdat->node_present_pages)
7419 : : node_set_state(nid, N_MEMORY);
7420 : : check_for_memory(pgdat, nid);
7421 : : }
7422 : : }
7423 : :
7424 : : static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core,
7425 : : unsigned long *percent)
7426 : : {
7427 : : unsigned long long coremem;
7428 : : char *endptr;
7429 : :
7430 : : if (!p)
7431 : : return -EINVAL;
7432 : :
7433 : : /* Value may be a percentage of total memory, otherwise bytes */
7434 : : coremem = simple_strtoull(p, &endptr, 0);
7435 : : if (*endptr == '%') {
7436 : : /* Paranoid check for percent values greater than 100 */
7437 : : WARN_ON(coremem > 100);
7438 : :
7439 : : *percent = coremem;
7440 : : } else {
7441 : : coremem = memparse(p, &p);
7442 : : /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
7443 : : WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
7444 : :
7445 : : *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
7446 : : *percent = 0UL;
7447 : : }
7448 : : return 0;
7449 : : }
7450 : :
7451 : : /*
7452 : : * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
7453 : : * cannot be reclaimed or migrated.
7454 : : */
7455 : : static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
7456 : : {
7457 : : /* parse kernelcore=mirror */
7458 : : if (parse_option_str(p, "mirror")) {
7459 : : mirrored_kernelcore = true;
7460 : : return 0;
7461 : : }
7462 : :
7463 : : return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore,
7464 : : &required_kernelcore_percent);
7465 : : }
7466 : :
7467 : : /*
7468 : : * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
7469 : : * can be reclaimed or migrated.
7470 : : */
7471 : : static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
7472 : : {
7473 : : return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore,
7474 : : &required_movablecore_percent);
7475 : : }
7476 : :
7477 : : early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
7478 : : early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
7479 : :
7480 : : #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
7481 : :
7482 : 3 : void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count)
7483 : : {
7484 : 3 : atomic_long_add(count, &page_zone(page)->managed_pages);
7485 : : totalram_pages_add(count);
7486 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
7487 : : if (PageHighMem(page))
7488 : : totalhigh_pages_add(count);
7489 : : #endif
7490 : 3 : }
7491 : : EXPORT_SYMBOL(adjust_managed_page_count);
7492 : :
7493 : 3 : unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end, int poison, const char *s)
7494 : : {
7495 : : void *pos;
7496 : : unsigned long pages = 0;
7497 : :
7498 : 3 : start = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start);
7499 : 3 : end = (void *)((unsigned long)end & PAGE_MASK);
7500 : 3 : for (pos = start; pos < end; pos += PAGE_SIZE, pages++) {
7501 : 3 : struct page *page = virt_to_page(pos);
7502 : : void *direct_map_addr;
7503 : :
7504 : : /*
7505 : : * 'direct_map_addr' might be different from 'pos'
7506 : : * because some architectures' virt_to_page()
7507 : : * work with aliases. Getting the direct map
7508 : : * address ensures that we get a _writeable_
7509 : : * alias for the memset().
7510 : : */
7511 : : direct_map_addr = page_address(page);
7512 : 3 : if ((unsigned int)poison <= 0xFF)
7513 : 0 : memset(direct_map_addr, poison, PAGE_SIZE);
7514 : :
7515 : : free_reserved_page(page);
7516 : : }
7517 : :
7518 : 3 : if (pages && s)
7519 : 3 : pr_info("Freeing %s memory: %ldK\n",
7520 : : s, pages << (PAGE_SHIFT - 10));
7521 : :
7522 : 3 : return pages;
7523 : : }
7524 : :
7525 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
7526 : : void free_highmem_page(struct page *page)
7527 : : {
7528 : : __free_reserved_page(page);
7529 : : totalram_pages_inc();
7530 : : atomic_long_inc(&page_zone(page)->managed_pages);
7531 : : totalhigh_pages_inc();
7532 : : }
7533 : : #endif
7534 : :
7535 : :
7536 : 3 : void __init mem_init_print_info(const char *str)
7537 : : {
7538 : : unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
7539 : : unsigned long init_code_size, init_data_size;
7540 : :
7541 : : physpages = get_num_physpages();
7542 : 3 : codesize = _etext - _stext;
7543 : 3 : datasize = _edata - _sdata;
7544 : 3 : rosize = __end_rodata - __start_rodata;
7545 : 3 : bss_size = __bss_stop - __bss_start;
7546 : 3 : init_data_size = __init_end - __init_begin;
7547 : 3 : init_code_size = _einittext - _sinittext;
7548 : :
7549 : : /*
7550 : : * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
7551 : : * 1) .init.* may be embedded into .data sections
7552 : : * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
7553 : : * please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
7554 : : * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
7555 : : */
7556 : : #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
7557 : : do { \
7558 : : if (start <= pos && pos < end && size > adj) \
7559 : : size -= adj; \
7560 : : } while (0)
7561 : :
7562 : 3 : adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
7563 : : _sinittext, init_code_size);
7564 : 3 : adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
7565 : 3 : adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
7566 : 3 : adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
7567 : 3 : adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
7568 : :
7569 : : #undef adj_init_size
7570 : :
7571 : 3 : pr_info("Memory: %luK/%luK available (%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, %luK init, %luK bss, %luK reserved, %luK cma-reserved"
7572 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
7573 : : ", %luK highmem"
7574 : : #endif
7575 : : "%s%s)\n",
7576 : : nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT - 10),
7577 : : physpages << (PAGE_SHIFT - 10),
7578 : : codesize >> 10, datasize >> 10, rosize >> 10,
7579 : : (init_data_size + init_code_size) >> 10, bss_size >> 10,
7580 : : (physpages - totalram_pages() - totalcma_pages) << (PAGE_SHIFT - 10),
7581 : : totalcma_pages << (PAGE_SHIFT - 10),
7582 : : #ifdef CONFIG_HIGHMEM
7583 : : totalhigh_pages() << (PAGE_SHIFT - 10),
7584 : : #endif
7585 : : str ? ", " : "", str ? str : "");
7586 : 3 : }
7587 : :
7588 : : /**
7589 : : * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
7590 : : * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
7591 : : *
7592 : : * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by managed_pages.
7593 : : * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
7594 : : * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
7595 : : * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
7596 : : * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
7597 : : * smaller per-cpu batchsize.
7598 : : */
7599 : 0 : void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
7600 : : {
7601 : 0 : dma_reserve = new_dma_reserve;
7602 : 0 : }
7603 : :
7604 : 0 : void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
7605 : : {
7606 : : zero_resv_unavail();
7607 : 0 : free_area_init_node(0, zones_size,
7608 : 0 : __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
7609 : 0 : }
7610 : :
7611 : 0 : static int page_alloc_cpu_dead(unsigned int cpu)
7612 : : {
7613 : :
7614 : 0 : lru_add_drain_cpu(cpu);
7615 : 0 : drain_pages(cpu);
7616 : :
7617 : : /*
7618 : : * Spill the event counters of the dead processor
7619 : : * into the current processors event counters.
7620 : : * This artificially elevates the count of the current
7621 : : * processor.
7622 : : */
7623 : 0 : vm_events_fold_cpu(cpu);
7624 : :
7625 : : /*
7626 : : * Zero the differential counters of the dead processor
7627 : : * so that the vm statistics are consistent.
7628 : : *
7629 : : * This is only okay since the processor is dead and cannot
7630 : : * race with what we are doing.
7631 : : */
7632 : 0 : cpu_vm_stats_fold(cpu);
7633 : 0 : return 0;
7634 : : }
7635 : :
7636 : : #ifdef CONFIG_NUMA
7637 : : int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
7638 : :
7639 : : static int __init set_hashdist(char *str)
7640 : : {
7641 : : if (!str)
7642 : : return 0;
7643 : : hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
7644 : : return 1;
7645 : : }
7646 : : __setup("hashdist=", set_hashdist);
7647 : : #endif
7648 : :
7649 : 3 : void __init page_alloc_init(void)
7650 : : {
7651 : : int ret;
7652 : :
7653 : : #ifdef CONFIG_NUMA
7654 : : if (num_node_state(N_MEMORY) == 1)
7655 : : hashdist = 0;
7656 : : #endif
7657 : :
7658 : : ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_PAGE_ALLOC_DEAD,
7659 : : "mm/page_alloc:dead", NULL,
7660 : : page_alloc_cpu_dead);
7661 : 3 : WARN_ON(ret < 0);
7662 : 3 : }
7663 : :
7664 : : /*
7665 : : * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lowmem_reserve_ratio
7666 : : * or min_free_kbytes changes.
7667 : : */
7668 : 3 : static void calculate_totalreserve_pages(void)
7669 : : {
7670 : : struct pglist_data *pgdat;
7671 : : unsigned long reserve_pages = 0;
7672 : : enum zone_type i, j;
7673 : :
7674 : 3 : for_each_online_pgdat(pgdat) {
7675 : :
7676 : 3 : pgdat->totalreserve_pages = 0;
7677 : :
7678 : 3 : for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
7679 : 3 : struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
7680 : : long max = 0;
7681 : : unsigned long managed_pages = zone_managed_pages(zone);
7682 : :
7683 : : /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
7684 : 3 : for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
7685 : 3 : if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
7686 : : max = zone->lowmem_reserve[j];
7687 : : }
7688 : :
7689 : : /* we treat the high watermark as reserved pages. */
7690 : 3 : max += high_wmark_pages(zone);
7691 : :
7692 : 3 : if (max > managed_pages)
7693 : 0 : max = managed_pages;
7694 : :
7695 : 3 : pgdat->totalreserve_pages += max;
7696 : :
7697 : 3 : reserve_pages += max;
7698 : : }
7699 : : }
7700 : 3 : totalreserve_pages = reserve_pages;
7701 : 3 : }
7702 : :
7703 : : /*
7704 : : * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
7705 : : * sysctl_lowmem_reserve_ratio changes. Ensures that each zone
7706 : : * has a correct pages reserved value, so an adequate number of
7707 : : * pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
7708 : : */
7709 : 3 : static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
7710 : : {
7711 : : struct pglist_data *pgdat;
7712 : : enum zone_type j, idx;
7713 : :
7714 : 3 : for_each_online_pgdat(pgdat) {
7715 : 3 : for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
7716 : 3 : struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
7717 : : unsigned long managed_pages = zone_managed_pages(zone);
7718 : :
7719 : 3 : zone->lowmem_reserve[j] = 0;
7720 : :
7721 : : idx = j;
7722 : 3 : while (idx) {
7723 : : struct zone *lower_zone;
7724 : :
7725 : 3 : idx--;
7726 : 3 : lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
7727 : :
7728 : 3 : if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1) {
7729 : 0 : sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 0;
7730 : 0 : lower_zone->lowmem_reserve[j] = 0;
7731 : : } else {
7732 : 3 : lower_zone->lowmem_reserve[j] =
7733 : 3 : managed_pages / sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
7734 : : }
7735 : 3 : managed_pages += zone_managed_pages(lower_zone);
7736 : : }
7737 : : }
7738 : : }
7739 : :
7740 : : /* update totalreserve_pages */
7741 : 3 : calculate_totalreserve_pages();
7742 : 3 : }
7743 : :
7744 : 3 : static void __setup_per_zone_wmarks(void)
7745 : : {
7746 : 3 : unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
7747 : : unsigned long lowmem_pages = 0;
7748 : : struct zone *zone;
7749 : : unsigned long flags;
7750 : :
7751 : : /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
7752 : 3 : for_each_zone(zone) {
7753 : : if (!is_highmem(zone))
7754 : 3 : lowmem_pages += zone_managed_pages(zone);
7755 : : }
7756 : :
7757 : 3 : for_each_zone(zone) {
7758 : : u64 tmp;
7759 : :
7760 : 3 : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
7761 : 3 : tmp = (u64)pages_min * zone_managed_pages(zone);
7762 : 3 : do_div(tmp, lowmem_pages);
7763 : : if (is_highmem(zone)) {
7764 : : /*
7765 : : * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
7766 : : * need highmem pages, so cap pages_min to a small
7767 : : * value here.
7768 : : *
7769 : : * The WMARK_HIGH-WMARK_LOW and (WMARK_LOW-WMARK_MIN)
7770 : : * deltas control async page reclaim, and so should
7771 : : * not be capped for highmem.
7772 : : */
7773 : : unsigned long min_pages;
7774 : :
7775 : : min_pages = zone_managed_pages(zone) / 1024;
7776 : : min_pages = clamp(min_pages, SWAP_CLUSTER_MAX, 128UL);
7777 : : zone->_watermark[WMARK_MIN] = min_pages;
7778 : : } else {
7779 : : /*
7780 : : * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
7781 : : * proportionate to the zone's size.
7782 : : */
7783 : 3 : zone->_watermark[WMARK_MIN] = tmp;
7784 : : }
7785 : :
7786 : : /*
7787 : : * Set the kswapd watermarks distance according to the
7788 : : * scale factor in proportion to available memory, but
7789 : : * ensure a minimum size on small systems.
7790 : : */
7791 : 3 : tmp = max_t(u64, tmp >> 2,
7792 : : mult_frac(zone_managed_pages(zone),
7793 : : watermark_scale_factor, 10000));
7794 : :
7795 : 3 : zone->_watermark[WMARK_LOW] = min_wmark_pages(zone) + tmp;
7796 : 3 : zone->_watermark[WMARK_HIGH] = min_wmark_pages(zone) + tmp * 2;
7797 : 3 : zone->watermark_boost = 0;
7798 : :
7799 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
7800 : : }
7801 : :
7802 : : /* update totalreserve_pages */
7803 : 3 : calculate_totalreserve_pages();
7804 : 3 : }
7805 : :
7806 : : /**
7807 : : * setup_per_zone_wmarks - called when min_free_kbytes changes
7808 : : * or when memory is hot-{added|removed}
7809 : : *
7810 : : * Ensures that the watermark[min,low,high] values for each zone are set
7811 : : * correctly with respect to min_free_kbytes.
7812 : : */
7813 : 3 : void setup_per_zone_wmarks(void)
7814 : : {
7815 : : static DEFINE_SPINLOCK(lock);
7816 : :
7817 : : spin_lock(&lock);
7818 : 3 : __setup_per_zone_wmarks();
7819 : : spin_unlock(&lock);
7820 : 3 : }
7821 : :
7822 : : /*
7823 : : * Initialise min_free_kbytes.
7824 : : *
7825 : : * For small machines we want it small (128k min). For large machines
7826 : : * we want it large (64MB max). But it is not linear, because network
7827 : : * bandwidth does not increase linearly with machine size. We use
7828 : : *
7829 : : * min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
7830 : : * min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
7831 : : *
7832 : : * which yields
7833 : : *
7834 : : * 16MB: 512k
7835 : : * 32MB: 724k
7836 : : * 64MB: 1024k
7837 : : * 128MB: 1448k
7838 : : * 256MB: 2048k
7839 : : * 512MB: 2896k
7840 : : * 1024MB: 4096k
7841 : : * 2048MB: 5792k
7842 : : * 4096MB: 8192k
7843 : : * 8192MB: 11584k
7844 : : * 16384MB: 16384k
7845 : : */
7846 : 3 : int __meminit init_per_zone_wmark_min(void)
7847 : : {
7848 : : unsigned long lowmem_kbytes;
7849 : : int new_min_free_kbytes;
7850 : :
7851 : 3 : lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
7852 : 3 : new_min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
7853 : :
7854 : 3 : if (new_min_free_kbytes > user_min_free_kbytes) {
7855 : 3 : min_free_kbytes = new_min_free_kbytes;
7856 : 3 : if (min_free_kbytes < 128)
7857 : 0 : min_free_kbytes = 128;
7858 : 3 : if (min_free_kbytes > 65536)
7859 : 0 : min_free_kbytes = 65536;
7860 : : } else {
7861 : 0 : pr_warn("min_free_kbytes is not updated to %d because user defined value %d is preferred\n",
7862 : : new_min_free_kbytes, user_min_free_kbytes);
7863 : : }
7864 : 3 : setup_per_zone_wmarks();
7865 : 3 : refresh_zone_stat_thresholds();
7866 : 3 : setup_per_zone_lowmem_reserve();
7867 : :
7868 : : #ifdef CONFIG_NUMA
7869 : : setup_min_unmapped_ratio();
7870 : : setup_min_slab_ratio();
7871 : : #endif
7872 : :
7873 : 3 : return 0;
7874 : : }
7875 : : postcore_initcall(init_per_zone_wmark_min)
7876 : :
7877 : : /*
7878 : : * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so
7879 : : * that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
7880 : : * changes.
7881 : : */
7882 : 3 : int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7883 : : void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7884 : : {
7885 : : int rc;
7886 : :
7887 : 3 : rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7888 : 3 : if (rc)
7889 : : return rc;
7890 : :
7891 : 3 : if (write) {
7892 : 3 : user_min_free_kbytes = min_free_kbytes;
7893 : 3 : setup_per_zone_wmarks();
7894 : : }
7895 : : return 0;
7896 : : }
7897 : :
7898 : 0 : int watermark_boost_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7899 : : void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7900 : : {
7901 : : int rc;
7902 : :
7903 : 0 : rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7904 : 0 : if (rc)
7905 : 0 : return rc;
7906 : :
7907 : : return 0;
7908 : : }
7909 : :
7910 : 0 : int watermark_scale_factor_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7911 : : void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7912 : : {
7913 : : int rc;
7914 : :
7915 : 0 : rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7916 : 0 : if (rc)
7917 : : return rc;
7918 : :
7919 : 0 : if (write)
7920 : 0 : setup_per_zone_wmarks();
7921 : :
7922 : : return 0;
7923 : : }
7924 : :
7925 : : #ifdef CONFIG_NUMA
7926 : : static void setup_min_unmapped_ratio(void)
7927 : : {
7928 : : pg_data_t *pgdat;
7929 : : struct zone *zone;
7930 : :
7931 : : for_each_online_pgdat(pgdat)
7932 : : pgdat->min_unmapped_pages = 0;
7933 : :
7934 : : for_each_zone(zone)
7935 : : zone->zone_pgdat->min_unmapped_pages += (zone_managed_pages(zone) *
7936 : : sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
7937 : : }
7938 : :
7939 : :
7940 : : int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7941 : : void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7942 : : {
7943 : : int rc;
7944 : :
7945 : : rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7946 : : if (rc)
7947 : : return rc;
7948 : :
7949 : : setup_min_unmapped_ratio();
7950 : :
7951 : : return 0;
7952 : : }
7953 : :
7954 : : static void setup_min_slab_ratio(void)
7955 : : {
7956 : : pg_data_t *pgdat;
7957 : : struct zone *zone;
7958 : :
7959 : : for_each_online_pgdat(pgdat)
7960 : : pgdat->min_slab_pages = 0;
7961 : :
7962 : : for_each_zone(zone)
7963 : : zone->zone_pgdat->min_slab_pages += (zone_managed_pages(zone) *
7964 : : sysctl_min_slab_ratio) / 100;
7965 : : }
7966 : :
7967 : : int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7968 : : void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7969 : : {
7970 : : int rc;
7971 : :
7972 : : rc = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7973 : : if (rc)
7974 : : return rc;
7975 : :
7976 : : setup_min_slab_ratio();
7977 : :
7978 : : return 0;
7979 : : }
7980 : : #endif
7981 : :
7982 : : /*
7983 : : * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
7984 : : * proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
7985 : : * whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
7986 : : *
7987 : : * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
7988 : : * minimum watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
7989 : : * if in function of the boot time zone sizes.
7990 : : */
7991 : 0 : int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
7992 : : void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
7993 : : {
7994 : 0 : proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
7995 : 0 : setup_per_zone_lowmem_reserve();
7996 : 0 : return 0;
7997 : : }
7998 : :
7999 : : /*
8000 : : * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
8001 : : * cpu. It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu
8002 : : * pagelist can have before it gets flushed back to buddy allocator.
8003 : : */
8004 : 0 : int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
8005 : : void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
8006 : : {
8007 : : struct zone *zone;
8008 : : int old_percpu_pagelist_fraction;
8009 : : int ret;
8010 : :
8011 : 0 : mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
8012 : 0 : old_percpu_pagelist_fraction = percpu_pagelist_fraction;
8013 : :
8014 : 0 : ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
8015 : 0 : if (!write || ret < 0)
8016 : : goto out;
8017 : :
8018 : : /* Sanity checking to avoid pcp imbalance */
8019 : 0 : if (percpu_pagelist_fraction &&
8020 : : percpu_pagelist_fraction < MIN_PERCPU_PAGELIST_FRACTION) {
8021 : 0 : percpu_pagelist_fraction = old_percpu_pagelist_fraction;
8022 : : ret = -EINVAL;
8023 : 0 : goto out;
8024 : : }
8025 : :
8026 : : /* No change? */
8027 : 0 : if (percpu_pagelist_fraction == old_percpu_pagelist_fraction)
8028 : : goto out;
8029 : :
8030 : 0 : for_each_populated_zone(zone) {
8031 : : unsigned int cpu;
8032 : :
8033 : 0 : for_each_possible_cpu(cpu)
8034 : 0 : pageset_set_high_and_batch(zone,
8035 : 0 : per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
8036 : : }
8037 : : out:
8038 : 0 : mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
8039 : 0 : return ret;
8040 : : }
8041 : :
8042 : : #ifndef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
8043 : : /*
8044 : : * Returns the number of pages that arch has reserved but
8045 : : * is not known to alloc_large_system_hash().
8046 : : */
8047 : : static unsigned long __init arch_reserved_kernel_pages(void)
8048 : : {
8049 : : return 0;
8050 : : }
8051 : : #endif
8052 : :
8053 : : /*
8054 : : * Adaptive scale is meant to reduce sizes of hash tables on large memory
8055 : : * machines. As memory size is increased the scale is also increased but at
8056 : : * slower pace. Starting from ADAPT_SCALE_BASE (64G), every time memory
8057 : : * quadruples the scale is increased by one, which means the size of hash table
8058 : : * only doubles, instead of quadrupling as well.
8059 : : * Because 32-bit systems cannot have large physical memory, where this scaling
8060 : : * makes sense, it is disabled on such platforms.
8061 : : */
8062 : : #if __BITS_PER_LONG > 32
8063 : : #define ADAPT_SCALE_BASE (64ul << 30)
8064 : : #define ADAPT_SCALE_SHIFT 2
8065 : : #define ADAPT_SCALE_NPAGES (ADAPT_SCALE_BASE >> PAGE_SHIFT)
8066 : : #endif
8067 : :
8068 : : /*
8069 : : * allocate a large system hash table from bootmem
8070 : : * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
8071 : : * quantity of entries
8072 : : * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
8073 : : */
8074 : 3 : void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
8075 : : unsigned long bucketsize,
8076 : : unsigned long numentries,
8077 : : int scale,
8078 : : int flags,
8079 : : unsigned int *_hash_shift,
8080 : : unsigned int *_hash_mask,
8081 : : unsigned long low_limit,
8082 : : unsigned long high_limit)
8083 : : {
8084 : 3 : unsigned long long max = high_limit;
8085 : : unsigned long log2qty, size;
8086 : : void *table = NULL;
8087 : : gfp_t gfp_flags;
8088 : : bool virt;
8089 : :
8090 : : /* allow the kernel cmdline to have a say */
8091 : 3 : if (!numentries) {
8092 : : /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
8093 : 3 : numentries = nr_kernel_pages;
8094 : : numentries -= arch_reserved_kernel_pages();
8095 : :
8096 : : /* It isn't necessary when PAGE_SIZE >= 1MB */
8097 : : if (PAGE_SHIFT < 20)
8098 : 3 : numentries = round_up(numentries, (1<<20)/PAGE_SIZE);
8099 : :
8100 : : #if __BITS_PER_LONG > 32
8101 : : if (!high_limit) {
8102 : : unsigned long adapt;
8103 : :
8104 : : for (adapt = ADAPT_SCALE_NPAGES; adapt < numentries;
8105 : : adapt <<= ADAPT_SCALE_SHIFT)
8106 : : scale++;
8107 : : }
8108 : : #endif
8109 : :
8110 : : /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
8111 : 3 : if (scale > PAGE_SHIFT)
8112 : 3 : numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
8113 : : else
8114 : 0 : numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
8115 : :
8116 : : /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
8117 : 3 : if (unlikely(flags & HASH_SMALL)) {
8118 : : /* Makes no sense without HASH_EARLY */
8119 : 0 : WARN_ON(!(flags & HASH_EARLY));
8120 : 0 : if (!(numentries >> *_hash_shift)) {
8121 : 0 : numentries = 1UL << *_hash_shift;
8122 : 0 : BUG_ON(!numentries);
8123 : : }
8124 : 3 : } else if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
8125 : 0 : numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
8126 : : }
8127 : 3 : numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
8128 : :
8129 : : /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
8130 : 3 : if (max == 0) {
8131 : 3 : max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
8132 : 3 : do_div(max, bucketsize);
8133 : : }
8134 : 3 : max = min(max, 0x80000000ULL);
8135 : :
8136 : 3 : if (numentries < low_limit)
8137 : : numentries = low_limit;
8138 : 3 : if (numentries > max)
8139 : 0 : numentries = max;
8140 : :
8141 : 3 : log2qty = ilog2(numentries);
8142 : :
8143 : 3 : gfp_flags = (flags & HASH_ZERO) ? GFP_ATOMIC | __GFP_ZERO : GFP_ATOMIC;
8144 : : do {
8145 : : virt = false;
8146 : 3 : size = bucketsize << log2qty;
8147 : 3 : if (flags & HASH_EARLY) {
8148 : 3 : if (flags & HASH_ZERO)
8149 : 3 : table = memblock_alloc(size, SMP_CACHE_BYTES);
8150 : : else
8151 : 0 : table = memblock_alloc_raw(size,
8152 : : SMP_CACHE_BYTES);
8153 : 3 : } else if (get_order(size) >= MAX_ORDER || hashdist) {
8154 : 0 : table = __vmalloc(size, gfp_flags, PAGE_KERNEL);
8155 : : virt = true;
8156 : : } else {
8157 : : /*
8158 : : * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
8159 : : * some pages at the end of hash table which
8160 : : * alloc_pages_exact() automatically does
8161 : : */
8162 : 3 : table = alloc_pages_exact(size, gfp_flags);
8163 : : kmemleak_alloc(table, size, 1, gfp_flags);
8164 : : }
8165 : 3 : } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
8166 : :
8167 : 3 : if (!table)
8168 : 0 : panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
8169 : :
8170 : 3 : pr_info("%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes, %s)\n",
8171 : : tablename, 1UL << log2qty, ilog2(size) - PAGE_SHIFT, size,
8172 : : virt ? "vmalloc" : "linear");
8173 : :
8174 : 3 : if (_hash_shift)
8175 : 3 : *_hash_shift = log2qty;
8176 : 3 : if (_hash_mask)
8177 : 3 : *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
8178 : :
8179 : 3 : return table;
8180 : : }
8181 : :
8182 : : /*
8183 : : * This function checks whether pageblock includes unmovable pages or not.
8184 : : * If @count is not zero, it is okay to include less @count unmovable pages
8185 : : *
8186 : : * PageLRU check without isolation or lru_lock could race so that
8187 : : * MIGRATE_MOVABLE block might include unmovable pages. And __PageMovable
8188 : : * check without lock_page also may miss some movable non-lru pages at
8189 : : * race condition. So you can't expect this function should be exact.
8190 : : */
8191 : 3 : bool has_unmovable_pages(struct zone *zone, struct page *page, int count,
8192 : : int migratetype, int flags)
8193 : : {
8194 : : unsigned long found;
8195 : : unsigned long iter = 0;
8196 : 3 : unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
8197 : : const char *reason = "unmovable page";
8198 : :
8199 : : /*
8200 : : * TODO we could make this much more efficient by not checking every
8201 : : * page in the range if we know all of them are in MOVABLE_ZONE and
8202 : : * that the movable zone guarantees that pages are migratable but
8203 : : * the later is not the case right now unfortunatelly. E.g. movablecore
8204 : : * can still lead to having bootmem allocations in zone_movable.
8205 : : */
8206 : :
8207 : 3 : if (is_migrate_cma_page(page)) {
8208 : : /*
8209 : : * CMA allocations (alloc_contig_range) really need to mark
8210 : : * isolate CMA pageblocks even when they are not movable in fact
8211 : : * so consider them movable here.
8212 : : */
8213 : 3 : if (is_migrate_cma(migratetype))
8214 : : return false;
8215 : :
8216 : : reason = "CMA page";
8217 : : goto unmovable;
8218 : : }
8219 : :
8220 : 0 : for (found = 0; iter < pageblock_nr_pages; iter++) {
8221 : 0 : unsigned long check = pfn + iter;
8222 : :
8223 : : if (!pfn_valid_within(check))
8224 : : continue;
8225 : :
8226 : 0 : page = pfn_to_page(check);
8227 : :
8228 : 0 : if (PageReserved(page))
8229 : : goto unmovable;
8230 : :
8231 : : /*
8232 : : * If the zone is movable and we have ruled out all reserved
8233 : : * pages then it should be reasonably safe to assume the rest
8234 : : * is movable.
8235 : : */
8236 : 0 : if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE)
8237 : 0 : continue;
8238 : :
8239 : : /*
8240 : : * Hugepages are not in LRU lists, but they're movable.
8241 : : * We need not scan over tail pages because we don't
8242 : : * handle each tail page individually in migration.
8243 : : */
8244 : : if (PageHuge(page)) {
8245 : : struct page *head = compound_head(page);
8246 : : unsigned int skip_pages;
8247 : :
8248 : : if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(head)))
8249 : : goto unmovable;
8250 : :
8251 : : skip_pages = compound_nr(head) - (page - head);
8252 : : iter += skip_pages - 1;
8253 : : continue;
8254 : : }
8255 : :
8256 : : /*
8257 : : * We can't use page_count without pin a page
8258 : : * because another CPU can free compound page.
8259 : : * This check already skips compound tails of THP
8260 : : * because their page->_refcount is zero at all time.
8261 : : */
8262 : 0 : if (!page_ref_count(page)) {
8263 : 0 : if (PageBuddy(page))
8264 : 0 : iter += (1 << page_order(page)) - 1;
8265 : 0 : continue;
8266 : : }
8267 : :
8268 : : /*
8269 : : * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
8270 : : * page_count() is not 0.
8271 : : */
8272 : : if ((flags & SKIP_HWPOISON) && PageHWPoison(page))
8273 : : continue;
8274 : :
8275 : 0 : if (__PageMovable(page))
8276 : 0 : continue;
8277 : :
8278 : 0 : if (!PageLRU(page))
8279 : 0 : found++;
8280 : : /*
8281 : : * If there are RECLAIMABLE pages, we need to check
8282 : : * it. But now, memory offline itself doesn't call
8283 : : * shrink_node_slabs() and it still to be fixed.
8284 : : */
8285 : : /*
8286 : : * If the page is not RAM, page_count()should be 0.
8287 : : * we don't need more check. This is an _used_ not-movable page.
8288 : : *
8289 : : * The problematic thing here is PG_reserved pages. PG_reserved
8290 : : * is set to both of a memory hole page and a _used_ kernel
8291 : : * page at boot.
8292 : : */
8293 : 0 : if (found > count)
8294 : : goto unmovable;
8295 : : }
8296 : : return false;
8297 : : unmovable:
8298 : 0 : WARN_ON_ONCE(zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE);
8299 : 0 : if (flags & REPORT_FAILURE)
8300 : 0 : dump_page(pfn_to_page(pfn + iter), reason);
8301 : : return true;
8302 : : }
8303 : :
8304 : : #ifdef CONFIG_CONTIG_ALLOC
8305 : : static unsigned long pfn_max_align_down(unsigned long pfn)
8306 : : {
8307 : 3 : return pfn & ~(max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
8308 : : pageblock_nr_pages) - 1);
8309 : : }
8310 : :
8311 : : static unsigned long pfn_max_align_up(unsigned long pfn)
8312 : : {
8313 : 3 : return ALIGN(pfn, max_t(unsigned long, MAX_ORDER_NR_PAGES,
8314 : : pageblock_nr_pages));
8315 : : }
8316 : :
8317 : : /* [start, end) must belong to a single zone. */
8318 : 3 : static int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
8319 : : unsigned long start, unsigned long end)
8320 : : {
8321 : : /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */
8322 : : unsigned long nr_reclaimed;
8323 : : unsigned long pfn = start;
8324 : : unsigned int tries = 0;
8325 : : int ret = 0;
8326 : :
8327 : 3 : migrate_prep();
8328 : :
8329 : 3 : while (pfn < end || !list_empty(&cc->migratepages)) {
8330 : 3 : if (fatal_signal_pending(current)) {
8331 : : ret = -EINTR;
8332 : : break;
8333 : : }
8334 : :
8335 : 3 : if (list_empty(&cc->migratepages)) {
8336 : 3 : cc->nr_migratepages = 0;
8337 : 3 : pfn = isolate_migratepages_range(cc, pfn, end);
8338 : 3 : if (!pfn) {
8339 : : ret = -EINTR;
8340 : : break;
8341 : : }
8342 : : tries = 0;
8343 : 0 : } else if (++tries == 5) {
8344 : 0 : ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;
8345 : 0 : break;
8346 : : }
8347 : :
8348 : 3 : nr_reclaimed = reclaim_clean_pages_from_list(cc->zone,
8349 : : &cc->migratepages);
8350 : 3 : cc->nr_migratepages -= nr_reclaimed;
8351 : :
8352 : 3 : ret = migrate_pages(&cc->migratepages, alloc_migrate_target,
8353 : : NULL, 0, cc->mode, MR_CONTIG_RANGE);
8354 : : }
8355 : 3 : if (ret < 0) {
8356 : 0 : putback_movable_pages(&cc->migratepages);
8357 : 0 : return ret;
8358 : : }
8359 : : return 0;
8360 : : }
8361 : :
8362 : : /**
8363 : : * alloc_contig_range() -- tries to allocate given range of pages
8364 : : * @start: start PFN to allocate
8365 : : * @end: one-past-the-last PFN to allocate
8366 : : * @migratetype: migratetype of the underlaying pageblocks (either
8367 : : * #MIGRATE_MOVABLE or #MIGRATE_CMA). All pageblocks
8368 : : * in range must have the same migratetype and it must
8369 : : * be either of the two.
8370 : : * @gfp_mask: GFP mask to use during compaction
8371 : : *
8372 : : * The PFN range does not have to be pageblock or MAX_ORDER_NR_PAGES
8373 : : * aligned. The PFN range must belong to a single zone.
8374 : : *
8375 : : * The first thing this routine does is attempt to MIGRATE_ISOLATE all
8376 : : * pageblocks in the range. Once isolated, the pageblocks should not
8377 : : * be modified by others.
8378 : : *
8379 : : * Return: zero on success or negative error code. On success all
8380 : : * pages which PFN is in [start, end) are allocated for the caller and
8381 : : * need to be freed with free_contig_range().
8382 : : */
8383 : 3 : int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
8384 : : unsigned migratetype, gfp_t gfp_mask)
8385 : : {
8386 : : unsigned long outer_start, outer_end;
8387 : : unsigned int order;
8388 : : int ret = 0;
8389 : :
8390 : 3 : struct compact_control cc = {
8391 : : .nr_migratepages = 0,
8392 : : .order = -1,
8393 : 3 : .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),
8394 : : .mode = MIGRATE_SYNC,
8395 : : .ignore_skip_hint = true,
8396 : : .no_set_skip_hint = true,
8397 : 3 : .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
8398 : : };
8399 : : INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
8400 : :
8401 : : /*
8402 : : * What we do here is we mark all pageblocks in range as
8403 : : * MIGRATE_ISOLATE. Because pageblock and max order pages may
8404 : : * have different sizes, and due to the way page allocator
8405 : : * work, we align the range to biggest of the two pages so
8406 : : * that page allocator won't try to merge buddies from
8407 : : * different pageblocks and change MIGRATE_ISOLATE to some
8408 : : * other migration type.
8409 : : *
8410 : : * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we
8411 : : * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that
8412 : : * we are interested in). This will put all the pages in
8413 : : * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE.
8414 : : *
8415 : : * When this is done, we take the pages in range from page
8416 : : * allocator removing them from the buddy system. This way
8417 : : * page allocator will never consider using them.
8418 : : *
8419 : : * This lets us mark the pageblocks back as
8420 : : * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the
8421 : : * aligned range but not in the unaligned, original range are
8422 : : * put back to page allocator so that buddy can use them.
8423 : : */
8424 : :
8425 : 3 : ret = start_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
8426 : : pfn_max_align_up(end), migratetype, 0);
8427 : 3 : if (ret < 0)
8428 : : return ret;
8429 : :
8430 : : /*
8431 : : * In case of -EBUSY, we'd like to know which page causes problem.
8432 : : * So, just fall through. test_pages_isolated() has a tracepoint
8433 : : * which will report the busy page.
8434 : : *
8435 : : * It is possible that busy pages could become available before
8436 : : * the call to test_pages_isolated, and the range will actually be
8437 : : * allocated. So, if we fall through be sure to clear ret so that
8438 : : * -EBUSY is not accidentally used or returned to caller.
8439 : : */
8440 : 3 : ret = __alloc_contig_migrate_range(&cc, start, end);
8441 : 3 : if (ret && ret != -EBUSY)
8442 : : goto done;
8443 : : ret =0;
8444 : :
8445 : : /*
8446 : : * Pages from [start, end) are within a MAX_ORDER_NR_PAGES
8447 : : * aligned blocks that are marked as MIGRATE_ISOLATE. What's
8448 : : * more, all pages in [start, end) are free in page allocator.
8449 : : * What we are going to do is to allocate all pages from
8450 : : * [start, end) (that is remove them from page allocator).
8451 : : *
8452 : : * The only problem is that pages at the beginning and at the
8453 : : * end of interesting range may be not aligned with pages that
8454 : : * page allocator holds, ie. they can be part of higher order
8455 : : * pages. Because of this, we reserve the bigger range and
8456 : : * once this is done free the pages we are not interested in.
8457 : : *
8458 : : * We don't have to hold zone->lock here because the pages are
8459 : : * isolated thus they won't get removed from buddy.
8460 : : */
8461 : :
8462 : 3 : lru_add_drain_all();
8463 : :
8464 : : order = 0;
8465 : : outer_start = start;
8466 : 3 : while (!PageBuddy(pfn_to_page(outer_start))) {
8467 : 0 : if (++order >= MAX_ORDER) {
8468 : : outer_start = start;
8469 : : break;
8470 : : }
8471 : 0 : outer_start &= ~0UL << order;
8472 : : }
8473 : :
8474 : 3 : if (outer_start != start) {
8475 : 0 : order = page_order(pfn_to_page(outer_start));
8476 : :
8477 : : /*
8478 : : * outer_start page could be small order buddy page and
8479 : : * it doesn't include start page. Adjust outer_start
8480 : : * in this case to report failed page properly
8481 : : * on tracepoint in test_pages_isolated()
8482 : : */
8483 : 0 : if (outer_start + (1UL << order) <= start)
8484 : : outer_start = start;
8485 : : }
8486 : :
8487 : : /* Make sure the range is really isolated. */
8488 : 3 : if (test_pages_isolated(outer_start, end, false)) {
8489 : : ret = -EBUSY;
8490 : : goto done;
8491 : : }
8492 : :
8493 : : /* Grab isolated pages from freelists. */
8494 : 3 : outer_end = isolate_freepages_range(&cc, outer_start, end);
8495 : 3 : if (!outer_end) {
8496 : : ret = -EBUSY;
8497 : : goto done;
8498 : : }
8499 : :
8500 : : /* Free head and tail (if any) */
8501 : 3 : if (start != outer_start)
8502 : 0 : free_contig_range(outer_start, start - outer_start);
8503 : 3 : if (end != outer_end)
8504 : 3 : free_contig_range(end, outer_end - end);
8505 : :
8506 : : done:
8507 : 3 : undo_isolate_page_range(pfn_max_align_down(start),
8508 : : pfn_max_align_up(end), migratetype);
8509 : 3 : return ret;
8510 : : }
8511 : : #endif /* CONFIG_CONTIG_ALLOC */
8512 : :
8513 : 3 : void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned int nr_pages)
8514 : : {
8515 : : unsigned int count = 0;
8516 : :
8517 : 3 : for (; nr_pages--; pfn++) {
8518 : 3 : struct page *page = pfn_to_page(pfn);
8519 : :
8520 : 3 : count += page_count(page) != 1;
8521 : 3 : __free_page(page);
8522 : : }
8523 : 3 : WARN(count != 0, "%d pages are still in use!\n", count);
8524 : 3 : }
8525 : :
8526 : : /*
8527 : : * The zone indicated has a new number of managed_pages; batch sizes and percpu
8528 : : * page high values need to be recalulated.
8529 : : */
8530 : 0 : void __meminit zone_pcp_update(struct zone *zone)
8531 : : {
8532 : : unsigned cpu;
8533 : 0 : mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);
8534 : 0 : for_each_possible_cpu(cpu)
8535 : 0 : pageset_set_high_and_batch(zone,
8536 : 0 : per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu));
8537 : 0 : mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);
8538 : 0 : }
8539 : :
8540 : 0 : void zone_pcp_reset(struct zone *zone)
8541 : : {
8542 : : unsigned long flags;
8543 : : int cpu;
8544 : : struct per_cpu_pageset *pset;
8545 : :
8546 : : /* avoid races with drain_pages() */
8547 : 0 : local_irq_save(flags);
8548 : 0 : if (zone->pageset != &boot_pageset) {
8549 : 0 : for_each_online_cpu(cpu) {
8550 : 0 : pset = per_cpu_ptr(zone->pageset, cpu);
8551 : 0 : drain_zonestat(zone, pset);
8552 : : }
8553 : 0 : free_percpu(zone->pageset);
8554 : 0 : zone->pageset = &boot_pageset;
8555 : : }
8556 : 0 : local_irq_restore(flags);
8557 : 0 : }
8558 : :
8559 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
8560 : : /*
8561 : : * All pages in the range must be in a single zone and isolated
8562 : : * before calling this.
8563 : : */
8564 : : unsigned long
8565 : : __offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
8566 : : {
8567 : : struct page *page;
8568 : : struct zone *zone;
8569 : : unsigned int order, i;
8570 : : unsigned long pfn;
8571 : : unsigned long flags;
8572 : : unsigned long offlined_pages = 0;
8573 : :
8574 : : /* find the first valid pfn */
8575 : : for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
8576 : : if (pfn_valid(pfn))
8577 : : break;
8578 : : if (pfn == end_pfn)
8579 : : return offlined_pages;
8580 : :
8581 : : offline_mem_sections(pfn, end_pfn);
8582 : : zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
8583 : : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
8584 : : pfn = start_pfn;
8585 : : while (pfn < end_pfn) {
8586 : : if (!pfn_valid(pfn)) {
8587 : : pfn++;
8588 : : continue;
8589 : : }
8590 : : page = pfn_to_page(pfn);
8591 : : /*
8592 : : * The HWPoisoned page may be not in buddy system, and
8593 : : * page_count() is not 0.
8594 : : */
8595 : : if (unlikely(!PageBuddy(page) && PageHWPoison(page))) {
8596 : : pfn++;
8597 : : SetPageReserved(page);
8598 : : offlined_pages++;
8599 : : continue;
8600 : : }
8601 : :
8602 : : BUG_ON(page_count(page));
8603 : : BUG_ON(!PageBuddy(page));
8604 : : order = page_order(page);
8605 : : offlined_pages += 1 << order;
8606 : : #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
8607 : : pr_info("remove from free list %lx %d %lx\n",
8608 : : pfn, 1 << order, end_pfn);
8609 : : #endif
8610 : : del_page_from_free_area(page, &zone->free_area[order]);
8611 : : for (i = 0; i < (1 << order); i++)
8612 : : SetPageReserved((page+i));
8613 : : pfn += (1 << order);
8614 : : }
8615 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
8616 : :
8617 : : return offlined_pages;
8618 : : }
8619 : : #endif
8620 : :
8621 : 0 : bool is_free_buddy_page(struct page *page)
8622 : : {
8623 : : struct zone *zone = page_zone(page);
8624 : 0 : unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
8625 : : unsigned long flags;
8626 : : unsigned int order;
8627 : :
8628 : 0 : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
8629 : 0 : for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
8630 : 0 : struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
8631 : :
8632 : 0 : if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order)
8633 : : break;
8634 : : }
8635 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
8636 : :
8637 : 0 : return order < MAX_ORDER;
8638 : : }
8639 : :
8640 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
8641 : : /*
8642 : : * Set PG_hwpoison flag if a given page is confirmed to be a free page. This
8643 : : * test is performed under the zone lock to prevent a race against page
8644 : : * allocation.
8645 : : */
8646 : : bool set_hwpoison_free_buddy_page(struct page *page)
8647 : : {
8648 : : struct zone *zone = page_zone(page);
8649 : : unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
8650 : : unsigned long flags;
8651 : : unsigned int order;
8652 : : bool hwpoisoned = false;
8653 : :
8654 : : spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
8655 : : for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
8656 : : struct page *page_head = page - (pfn & ((1 << order) - 1));
8657 : :
8658 : : if (PageBuddy(page_head) && page_order(page_head) >= order) {
8659 : : if (!TestSetPageHWPoison(page))
8660 : : hwpoisoned = true;
8661 : : break;
8662 : : }
8663 : : }
8664 : : spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
8665 : :
8666 : : return hwpoisoned;
8667 : : }
8668 : : #endif
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