]> pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
2410a3cb1c5327cd797006d3b445e86eef7e5d62
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include <asm/div64.h>
43 #include "internal.h"
44
45 /*
46  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
47  * initializer cleaner
48  */
49 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
50 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
51 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
52 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
55 long nr_swap_pages;
56 int percpu_pagelist_fraction;
57
58 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
59
60 /*
61  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
62  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
63  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
64  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
65  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
66  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
67  *
68  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
69  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
70  */
71 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
72          256,
73          256,
74          32
75 };
76
77 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
78
79 /*
80  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
81  * id is encoded in the upper bits of page->flags
82  */
83 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
84 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
85
86 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
87          "DMA",
88          "DMA32",
89          "Normal",
90          "HighMem"
91 };
92
93 int min_free_kbytes = 1024;
94
95 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
96 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
97
98 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
99 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
100 {
101         int ret = 0;
102         unsigned seq;
103         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
104
105         do {
106                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
107                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
108                         ret = 1;
109                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
110                         ret = 1;
111         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
112
113         return ret;
114 }
115
116 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
117 {
118 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
119         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
120                 return 0;
121 #endif
122         if (zone != page_zone(page))
123                 return 0;
124
125         return 1;
126 }
127 /*
128  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
129  */
130 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
131 {
132         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
133                 return 1;
134         if (!page_is_consistent(zone, page))
135                 return 1;
136
137         return 0;
138 }
139 #else
140 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
141 {
142         return 0;
143 }
144 #endif
145
146 static void bad_page(struct page *page)
147 {
148         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
149                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
150                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
151                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
152                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
153                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
154                 page_mapcount(page), page_count(page));
155         dump_stack();
156         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
157                         1 << PG_private |
158                         1 << PG_locked  |
159                         1 << PG_active  |
160                         1 << PG_dirty   |
161                         1 << PG_reclaim |
162                         1 << PG_slab    |
163                         1 << PG_swapcache |
164                         1 << PG_writeback |
165                         1 << PG_buddy );
166         set_page_count(page, 0);
167         reset_page_mapcount(page);
168         page->mapping = NULL;
169         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
170 }
171
172 /*
173  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
174  *
175  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
176  *
177  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
178  *
179  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
180  * the head page (even the head page has this).
181  *
182  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
183  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
184  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
185  */
186
187 static void free_compound_page(struct page *page)
188 {
189         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
190 }
191
192 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
193 {
194         int i;
195         int nr_pages = 1 << order;
196
197         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
198         page[1].lru.prev = (void *)order;
199         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
200                 struct page *p = page + i;
201
202                 __SetPageCompound(p);
203                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
204         }
205 }
206
207 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
208 {
209         int i;
210         int nr_pages = 1 << order;
211
212         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
213                 bad_page(page);
214
215         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
216                 struct page *p = page + i;
217
218                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
219                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
220                         bad_page(page);
221                 __ClearPageCompound(p);
222         }
223 }
224
225 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
226 {
227         int i;
228
229         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
230         /*
231          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
232          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
233          */
234         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
235         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
236                 clear_highpage(page + i);
237 }
238
239 /*
240  * function for dealing with page's order in buddy system.
241  * zone->lock is already acquired when we use these.
242  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
243  */
244 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
245 {
246         return page_private(page);
247 }
248
249 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
250 {
251         set_page_private(page, order);
252         __SetPageBuddy(page);
253 }
254
255 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
256 {
257         __ClearPageBuddy(page);
258         set_page_private(page, 0);
259 }
260
261 /*
262  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
263  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
264  *
265  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
266  * the following equation:
267  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
268  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
269  * 1 buddy is #10:
270  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
271  *
272  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
273  * satisfies the following equation:
274  *     P = B & ~(1 << O)
275  *
276  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
277  */
278 static inline struct page *
279 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
280 {
281         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
282
283         return page + (buddy_idx - page_idx);
284 }
285
286 static inline unsigned long
287 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
288 {
289         return (page_idx & ~(1 << order));
290 }
291
292 /*
293  * This function checks whether a page is free && is the buddy
294  * we can do coalesce a page and its buddy if
295  * (a) the buddy is not in a hole &&
296  * (b) the buddy is in the buddy system &&
297  * (c) a page and its buddy have the same order &&
298  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
299  *
300  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
301  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
302  *
303  * For recording page's order, we use page_private(page).
304  */
305 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
306                                                                 int order)
307 {
308 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
309         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
310                 return 0;
311 #endif
312
313         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
314                 return 0;
315
316         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
317                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
318                 return 1;
319         }
320         return 0;
321 }
322
323 /*
324  * Freeing function for a buddy system allocator.
325  *
326  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
327  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
328  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
329  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
330  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
331  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
332  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
333  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
334  * parts of the VM system.
335  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
336  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
337  * order is recorded in page_private(page) field.
338  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
339  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
340  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
341  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
342  * triggers coalescing into a block of larger size.            
343  *
344  * -- wli
345  */
346
347 static inline void __free_one_page(struct page *page,
348                 struct zone *zone, unsigned int order)
349 {
350         unsigned long page_idx;
351         int order_size = 1 << order;
352
353         if (unlikely(PageCompound(page)))
354                 destroy_compound_page(page, order);
355
356         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
357
358         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
359         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
360
361         zone->free_pages += order_size;
362         while (order < MAX_ORDER-1) {
363                 unsigned long combined_idx;
364                 struct free_area *area;
365                 struct page *buddy;
366
367                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
368                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
369                         break;          /* Move the buddy up one level. */
370
371                 list_del(&buddy->lru);
372                 area = zone->free_area + order;
373                 area->nr_free--;
374                 rmv_page_order(buddy);
375                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
376                 page = page + (combined_idx - page_idx);
377                 page_idx = combined_idx;
378                 order++;
379         }
380         set_page_order(page, order);
381         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
382         zone->free_area[order].nr_free++;
383 }
384
385 static inline int free_pages_check(struct page *page)
386 {
387         if (unlikely(page_mapcount(page) |
388                 (page->mapping != NULL)  |
389                 (page_count(page) != 0)  |
390                 (page->flags & (
391                         1 << PG_lru     |
392                         1 << PG_private |
393                         1 << PG_locked  |
394                         1 << PG_active  |
395                         1 << PG_reclaim |
396                         1 << PG_slab    |
397                         1 << PG_swapcache |
398                         1 << PG_writeback |
399                         1 << PG_reserved |
400                         1 << PG_buddy ))))
401                 bad_page(page);
402         if (PageDirty(page))
403                 __ClearPageDirty(page);
404         /*
405          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
406          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
407          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
408          */
409         return PageReserved(page);
410 }
411
412 /*
413  * Frees a list of pages. 
414  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
415  * count is the number of pages to free.
416  *
417  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
418  * see if this freeing clears that state.
419  *
420  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
421  * pinned" detection logic.
422  */
423 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
424                                         struct list_head *list, int order)
425 {
426         spin_lock(&zone->lock);
427         zone->all_unreclaimable = 0;
428         zone->pages_scanned = 0;
429         while (count--) {
430                 struct page *page;
431
432                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
433                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
434                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
435                 list_del(&page->lru);
436                 __free_one_page(page, zone, order);
437         }
438         spin_unlock(&zone->lock);
439 }
440
441 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
442 {
443         LIST_HEAD(list);
444         list_add(&page->lru, &list);
445         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
446 }
447
448 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
449 {
450         unsigned long flags;
451         int i;
452         int reserved = 0;
453
454         arch_free_page(page, order);
455         if (!PageHighMem(page))
456                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
457                                            PAGE_SIZE<<order);
458
459         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
460                 reserved += free_pages_check(page + i);
461         if (reserved)
462                 return;
463
464         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
465         local_irq_save(flags);
466         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
467         free_one_page(page_zone(page), page, order);
468         local_irq_restore(flags);
469 }
470
471 /*
472  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
473  */
474 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
475 {
476         if (order == 0) {
477                 __ClearPageReserved(page);
478                 set_page_count(page, 0);
479                 set_page_refcounted(page);
480                 __free_page(page);
481         } else {
482                 int loop;
483
484                 prefetchw(page);
485                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
486                         struct page *p = &page[loop];
487
488                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
489                                 prefetchw(p + 1);
490                         __ClearPageReserved(p);
491                         set_page_count(p, 0);
492                 }
493
494                 set_page_refcounted(page);
495                 __free_pages(page, order);
496         }
497 }
498
499
500 /*
501  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
502  * Please do not alter this order without good reasons and regression
503  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
504  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
505  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
506  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
507  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
508  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
509  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
510  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
511  *
512  * -- wli
513  */
514 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
515         int low, int high, struct free_area *area)
516 {
517         unsigned long size = 1 << high;
518
519         while (high > low) {
520                 area--;
521                 high--;
522                 size >>= 1;
523                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
524                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
525                 area->nr_free++;
526                 set_page_order(&page[size], high);
527         }
528 }
529
530 /*
531  * This page is about to be returned from the page allocator
532  */
533 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
534 {
535         if (unlikely(page_mapcount(page) |
536                 (page->mapping != NULL)  |
537                 (page_count(page) != 0)  |
538                 (page->flags & (
539                         1 << PG_lru     |
540                         1 << PG_private |
541                         1 << PG_locked  |
542                         1 << PG_active  |
543                         1 << PG_dirty   |
544                         1 << PG_reclaim |
545                         1 << PG_slab    |
546                         1 << PG_swapcache |
547                         1 << PG_writeback |
548                         1 << PG_reserved |
549                         1 << PG_buddy ))))
550                 bad_page(page);
551
552         /*
553          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
554          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
555          */
556         if (PageReserved(page))
557                 return 1;
558
559         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
560                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
561                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
562         set_page_private(page, 0);
563         set_page_refcounted(page);
564         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
565
566         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
567                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
568
569         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
570                 prep_compound_page(page, order);
571
572         return 0;
573 }
574
575 /* 
576  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
577  * Call me with the zone->lock already held.
578  */
579 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
580 {
581         struct free_area * area;
582         unsigned int current_order;
583         struct page *page;
584
585         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
586                 area = zone->free_area + current_order;
587                 if (list_empty(&area->free_list))
588                         continue;
589
590                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
591                 list_del(&page->lru);
592                 rmv_page_order(page);
593                 area->nr_free--;
594                 zone->free_pages -= 1UL << order;
595                 expand(zone, page, order, current_order, area);
596                 return page;
597         }
598
599         return NULL;
600 }
601
602 /* 
603  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
604  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
605  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
606  */
607 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
608                         unsigned long count, struct list_head *list)
609 {
610         int i;
611         
612         spin_lock(&zone->lock);
613         for (i = 0; i < count; ++i) {
614                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
615                 if (unlikely(page == NULL))
616                         break;
617                 list_add_tail(&page->lru, list);
618         }
619         spin_unlock(&zone->lock);
620         return i;
621 }
622
623 #ifdef CONFIG_NUMA
624 /*
625  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
626  * belong to the currently executing processor.
627  * Note that this function must be called with the thread pinned to
628  * a single processor.
629  */
630 void drain_node_pages(int nodeid)
631 {
632         int i, z;
633         unsigned long flags;
634
635         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
636                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
637                 struct per_cpu_pageset *pset;
638
639                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
640                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
641                         struct per_cpu_pages *pcp;
642
643                         pcp = &pset->pcp[i];
644                         if (pcp->count) {
645                                 local_irq_save(flags);
646                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
647                                 pcp->count = 0;
648                                 local_irq_restore(flags);
649                         }
650                 }
651         }
652 }
653 #endif
654
655 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
656 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
657 {
658         unsigned long flags;
659         struct zone *zone;
660         int i;
661
662         for_each_zone(zone) {
663                 struct per_cpu_pageset *pset;
664
665                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
666                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
667                         struct per_cpu_pages *pcp;
668
669                         pcp = &pset->pcp[i];
670                         local_irq_save(flags);
671                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
672                         pcp->count = 0;
673                         local_irq_restore(flags);
674                 }
675         }
676 }
677 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
678
679 #ifdef CONFIG_PM
680
681 void mark_free_pages(struct zone *zone)
682 {
683         unsigned long zone_pfn, flags;
684         int order;
685         struct list_head *curr;
686
687         if (!zone->spanned_pages)
688                 return;
689
690         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
691         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
692                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
693
694         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
695                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
696                         unsigned long start_pfn, i;
697
698                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
699
700                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
701                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
702         }
703         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
704 }
705
706 /*
707  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
708  */
709 void drain_local_pages(void)
710 {
711         unsigned long flags;
712
713         local_irq_save(flags);  
714         __drain_pages(smp_processor_id());
715         local_irq_restore(flags);       
716 }
717 #endif /* CONFIG_PM */
718
719 /*
720  * Free a 0-order page
721  */
722 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
723 {
724         struct zone *zone = page_zone(page);
725         struct per_cpu_pages *pcp;
726         unsigned long flags;
727
728         arch_free_page(page, 0);
729
730         if (PageAnon(page))
731                 page->mapping = NULL;
732         if (free_pages_check(page))
733                 return;
734
735         kernel_map_pages(page, 1, 0);
736
737         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
738         local_irq_save(flags);
739         __count_vm_event(PGFREE);
740         list_add(&page->lru, &pcp->list);
741         pcp->count++;
742         if (pcp->count >= pcp->high) {
743                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
744                 pcp->count -= pcp->batch;
745         }
746         local_irq_restore(flags);
747         put_cpu();
748 }
749
750 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
751 {
752         free_hot_cold_page(page, 0);
753 }
754         
755 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
756 {
757         free_hot_cold_page(page, 1);
758 }
759
760 /*
761  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
762  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
763  * Each sub-page must be freed individually.
764  *
765  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
766  * Please consult with lkml before using this in your driver.
767  */
768 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
769 {
770         int i;
771
772         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
773         VM_BUG_ON(!page_count(page));
774         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
775                 set_page_refcounted(page + i);
776 }
777
778 /*
779  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
780  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
781  * or two.
782  */
783 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
784                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
785 {
786         unsigned long flags;
787         struct page *page;
788         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
789         int cpu;
790
791 again:
792         cpu  = get_cpu();
793         if (likely(order == 0)) {
794                 struct per_cpu_pages *pcp;
795
796                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
797                 local_irq_save(flags);
798                 if (!pcp->count) {
799                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
800                                                 pcp->batch, &pcp->list);
801                         if (unlikely(!pcp->count))
802                                 goto failed;
803                 }
804                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
805                 list_del(&page->lru);
806                 pcp->count--;
807         } else {
808                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
809                 page = __rmqueue(zone, order);
810                 spin_unlock(&zone->lock);
811                 if (!page)
812                         goto failed;
813         }
814
815         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
816         zone_statistics(zonelist, zone);
817         local_irq_restore(flags);
818         put_cpu();
819
820         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
821         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
822                 goto again;
823         return page;
824
825 failed:
826         local_irq_restore(flags);
827         put_cpu();
828         return NULL;
829 }
830
831 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
832 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
833 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
834 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
835 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
836 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
837 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
838
839 /*
840  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
841  * of the allocation.
842  */
843 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
844                       int classzone_idx, int alloc_flags)
845 {
846         /* free_pages my go negative - that's OK */
847         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
848         int o;
849
850         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
851                 min -= min / 2;
852         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
853                 min -= min / 4;
854
855         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
856                 return 0;
857         for (o = 0; o < order; o++) {
858                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
859                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
860
861                 /* Require fewer higher order pages to be free */
862                 min >>= 1;
863
864                 if (free_pages <= min)
865                         return 0;
866         }
867         return 1;
868 }
869
870 /*
871  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
872  * a page.
873  */
874 static struct page *
875 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
876                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
877 {
878         struct zone **z = zonelist->zones;
879         struct page *page = NULL;
880         int classzone_idx = zone_idx(*z);
881
882         /*
883          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
884          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
885          */
886         do {
887                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
888                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
889                         continue;
890
891                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
892                         unsigned long mark;
893                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
894                                 mark = (*z)->pages_min;
895                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
896                                 mark = (*z)->pages_low;
897                         else
898                                 mark = (*z)->pages_high;
899                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
900                                     classzone_idx, alloc_flags))
901                                 if (!zone_reclaim_mode ||
902                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
903                                         continue;
904                 }
905
906                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
907                 if (page) {
908                         break;
909                 }
910         } while (*(++z) != NULL);
911         return page;
912 }
913
914 /*
915  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
916  */
917 struct page * fastcall
918 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
919                 struct zonelist *zonelist)
920 {
921         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
922         struct zone **z;
923         struct page *page;
924         struct reclaim_state reclaim_state;
925         struct task_struct *p = current;
926         int do_retry;
927         int alloc_flags;
928         int did_some_progress;
929
930         might_sleep_if(wait);
931
932 restart:
933         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
934
935         if (unlikely(*z == NULL)) {
936                 /* Should this ever happen?? */
937                 return NULL;
938         }
939
940         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
941                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
942         if (page)
943                 goto got_pg;
944
945         do {
946                 wakeup_kswapd(*z, order);
947         } while (*(++z));
948
949         /*
950          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
951          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
952          * to how we want to proceed.
953          *
954          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
955          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
956          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
957          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
958          */
959         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
960         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
961                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
962         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
963                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
964         if (wait)
965                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
966
967         /*
968          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
969          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
970          *
971          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
972          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
973          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
974          */
975         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
976         if (page)
977                 goto got_pg;
978
979         /* This allocation should allow future memory freeing. */
980
981         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
982                         && !in_interrupt()) {
983                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
984 nofail_alloc:
985                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
986                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
987                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
988                         if (page)
989                                 goto got_pg;
990                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
991                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
992                                 goto nofail_alloc;
993                         }
994                 }
995                 goto nopage;
996         }
997
998         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
999         if (!wait)
1000                 goto nopage;
1001
1002 rebalance:
1003         cond_resched();
1004
1005         /* We now go into synchronous reclaim */
1006         cpuset_memory_pressure_bump();
1007         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1008         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1009         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1010
1011         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1012
1013         p->reclaim_state = NULL;
1014         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1015
1016         cond_resched();
1017
1018         if (likely(did_some_progress)) {
1019                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1020                                                 zonelist, alloc_flags);
1021                 if (page)
1022                         goto got_pg;
1023         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1024                 /*
1025                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1026                  * very high watermark here, this is only to catch
1027                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1028                  * under heavy pressure.
1029                  */
1030                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1031                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1032                 if (page)
1033                         goto got_pg;
1034
1035                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1036                 goto restart;
1037         }
1038
1039         /*
1040          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1041          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1042          *
1043          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1044          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1045          */
1046         do_retry = 0;
1047         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1048                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1049                         do_retry = 1;
1050                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1051                         do_retry = 1;
1052         }
1053         if (do_retry) {
1054                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1055                 goto rebalance;
1056         }
1057
1058 nopage:
1059         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1060                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1061                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1062                         p->comm, order, gfp_mask);
1063                 dump_stack();
1064                 show_mem();
1065         }
1066 got_pg:
1067         return page;
1068 }
1069
1070 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1071
1072 /*
1073  * Common helper functions.
1074  */
1075 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1076 {
1077         struct page * page;
1078         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1079         if (!page)
1080                 return 0;
1081         return (unsigned long) page_address(page);
1082 }
1083
1084 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1085
1086 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1087 {
1088         struct page * page;
1089
1090         /*
1091          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1092          * a highmem page
1093          */
1094         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1095
1096         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1097         if (page)
1098                 return (unsigned long) page_address(page);
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1103
1104 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1105 {
1106         int i = pagevec_count(pvec);
1107
1108         while (--i >= 0)
1109                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1110 }
1111
1112 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1113 {
1114         if (put_page_testzero(page)) {
1115                 if (order == 0)
1116                         free_hot_page(page);
1117                 else
1118                         __free_pages_ok(page, order);
1119         }
1120 }
1121
1122 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1123
1124 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1125 {
1126         if (addr != 0) {
1127                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1128                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1129         }
1130 }
1131
1132 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1133
1134 /*
1135  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1136  */
1137 unsigned int nr_free_pages(void)
1138 {
1139         unsigned int sum = 0;
1140         struct zone *zone;
1141
1142         for_each_zone(zone)
1143                 sum += zone->free_pages;
1144
1145         return sum;
1146 }
1147
1148 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1149
1150 #ifdef CONFIG_NUMA
1151 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1152 {
1153         unsigned int i, sum = 0;
1154
1155         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1156                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1157
1158         return sum;
1159 }
1160 #endif
1161
1162 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1163 {
1164         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1165         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1166         unsigned int sum = 0;
1167
1168         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1169         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1170         struct zone *zone;
1171
1172         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1173                 unsigned long size = zone->present_pages;
1174                 unsigned long high = zone->pages_high;
1175                 if (size > high)
1176                         sum += size - high;
1177         }
1178
1179         return sum;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1184  */
1185 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1186 {
1187         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1192  */
1193 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1194 {
1195         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1196 }
1197 #ifdef CONFIG_NUMA
1198 static void show_node(struct zone *zone)
1199 {
1200         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1201 }
1202 #else
1203 #define show_node(zone) do { } while (0)
1204 #endif
1205
1206 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1207 {
1208         val->totalram = totalram_pages;
1209         val->sharedram = 0;
1210         val->freeram = nr_free_pages();
1211         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1212         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1213         val->freehigh = nr_free_highpages();
1214         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1215 }
1216
1217 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1218
1219 #ifdef CONFIG_NUMA
1220 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1221 {
1222         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1223
1224         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1225         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1226 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1227         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1228         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1229 #else
1230         val->totalhigh = 0;
1231         val->freehigh = 0;
1232 #endif
1233         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1234 }
1235 #endif
1236
1237 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1238
1239 /*
1240  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1241  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1242  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1243  */
1244 void show_free_areas(void)
1245 {
1246         int cpu, temperature;
1247         unsigned long active;
1248         unsigned long inactive;
1249         unsigned long free;
1250         struct zone *zone;
1251
1252         for_each_zone(zone) {
1253                 show_node(zone);
1254                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1255
1256                 if (!populated_zone(zone)) {
1257                         printk(" empty\n");
1258                         continue;
1259                 } else
1260                         printk("\n");
1261
1262                 for_each_online_cpu(cpu) {
1263                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1264
1265                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1266
1267                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1268                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1269                                         cpu,
1270                                         temperature ? "cold" : "hot",
1271                                         pageset->pcp[temperature].high,
1272                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1273                                         pageset->pcp[temperature].count);
1274                 }
1275         }
1276
1277         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1278
1279         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1280                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1281                 active,
1282                 inactive,
1283                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1284                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1285                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1286                 nr_free_pages(),
1287                 global_page_state(NR_SLAB),
1288                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1289                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1290
1291         for_each_zone(zone) {
1292                 int i;
1293
1294                 show_node(zone);
1295                 printk("%s"
1296                         " free:%lukB"
1297                         " min:%lukB"
1298                         " low:%lukB"
1299                         " high:%lukB"
1300                         " active:%lukB"
1301                         " inactive:%lukB"
1302                         " present:%lukB"
1303                         " pages_scanned:%lu"
1304                         " all_unreclaimable? %s"
1305                         "\n",
1306                         zone->name,
1307                         K(zone->free_pages),
1308                         K(zone->pages_min),
1309                         K(zone->pages_low),
1310                         K(zone->pages_high),
1311                         K(zone->nr_active),
1312                         K(zone->nr_inactive),
1313                         K(zone->present_pages),
1314                         zone->pages_scanned,
1315                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1316                         );
1317                 printk("lowmem_reserve[]:");
1318                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1319                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1320                 printk("\n");
1321         }
1322
1323         for_each_zone(zone) {
1324                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1325
1326                 show_node(zone);
1327                 printk("%s: ", zone->name);
1328                 if (!populated_zone(zone)) {
1329                         printk("empty\n");
1330                         continue;
1331                 }
1332
1333                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1334                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1335                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1336                         total += nr[order] << order;
1337                 }
1338                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1339                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1340                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1341                 printk("= %lukB\n", K(total));
1342         }
1343
1344         show_swap_cache_info();
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Builds allocation fallback zone lists.
1349  *
1350  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1351  */
1352 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1353                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1354 {
1355         struct zone *zone;
1356
1357         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1358
1359         do {
1360                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1361                 if (populated_zone(zone)) {
1362                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1363                         check_highest_zone(zone_type);
1364                 }
1365                 zone_type--;
1366
1367         } while (zone_type >= 0);
1368         return nr_zones;
1369 }
1370
1371 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1372 {
1373         int res = ZONE_NORMAL;
1374         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1375                 res = ZONE_HIGHMEM;
1376         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1377                 res = ZONE_DMA32;
1378         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1379                 res = ZONE_DMA;
1380         return res;
1381 }
1382
1383 #ifdef CONFIG_NUMA
1384 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1385 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1386 /**
1387  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1388  * @node: node whose fallback list we're appending
1389  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1390  *
1391  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1392  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1393  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1394  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1395  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1396  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1397  * on them otherwise.
1398  * It returns -1 if no node is found.
1399  */
1400 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1401 {
1402         int n, val;
1403         int min_val = INT_MAX;
1404         int best_node = -1;
1405
1406         /* Use the local node if we haven't already */
1407         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1408                 node_set(node, *used_node_mask);
1409                 return node;
1410         }
1411
1412         for_each_online_node(n) {
1413                 cpumask_t tmp;
1414
1415                 /* Don't want a node to appear more than once */
1416                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1417                         continue;
1418
1419                 /* Use the distance array to find the distance */
1420                 val = node_distance(node, n);
1421
1422                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1423                 val += (n < node);
1424
1425                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1426                 tmp = node_to_cpumask(n);
1427                 if (!cpus_empty(tmp))
1428                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1429
1430                 /* Slight preference for less loaded node */
1431                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1432                 val += node_load[n];
1433
1434                 if (val < min_val) {
1435                         min_val = val;
1436                         best_node = n;
1437                 }
1438         }
1439
1440         if (best_node >= 0)
1441                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1442
1443         return best_node;
1444 }
1445
1446 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1447 {
1448         int i, j, k, node, local_node;
1449         int prev_node, load;
1450         struct zonelist *zonelist;
1451         nodemask_t used_mask;
1452
1453         /* initialize zonelists */
1454         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1455                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1456                 zonelist->zones[0] = NULL;
1457         }
1458
1459         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1460         local_node = pgdat->node_id;
1461         load = num_online_nodes();
1462         prev_node = local_node;
1463         nodes_clear(used_mask);
1464         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1465                 int distance = node_distance(local_node, node);
1466
1467                 /*
1468                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1469                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1470                  */
1471                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1472                         zone_reclaim_mode = 1;
1473
1474                 /*
1475                  * We don't want to pressure a particular node.
1476                  * So adding penalty to the first node in same
1477                  * distance group to make it round-robin.
1478                  */
1479
1480                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1481                         node_load[node] += load;
1482                 prev_node = node;
1483                 load--;
1484                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1485                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1486                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1487
1488                         k = highest_zone(i);
1489
1490                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1491                         zonelist->zones[j] = NULL;
1492                 }
1493         }
1494 }
1495
1496 #else   /* CONFIG_NUMA */
1497
1498 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1499 {
1500         int i, node, local_node;
1501         enum zone_type k;
1502         enum zone_type j;
1503
1504         local_node = pgdat->node_id;
1505         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1506                 struct zonelist *zonelist;
1507
1508                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1509
1510                 j = 0;
1511                 k = highest_zone(i);
1512                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1513                 /*
1514                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1515                  * of all the other nodes.
1516                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1517                  * building the zones for node N, we make sure that the
1518                  * zones coming right after the local ones are those from
1519                  * node N+1 (modulo N)
1520                  */
1521                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1522                         if (!node_online(node))
1523                                 continue;
1524                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1525                 }
1526                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1527                         if (!node_online(node))
1528                                 continue;
1529                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1530                 }
1531
1532                 zonelist->zones[j] = NULL;
1533         }
1534 }
1535
1536 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1537
1538 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1539 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1540 {
1541         int nid;
1542         for_each_online_node(nid)
1543                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1544         return 0;
1545 }
1546
1547 void __meminit build_all_zonelists(void)
1548 {
1549         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1550                 __build_all_zonelists(0);
1551                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1552         } else {
1553                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1554                    of zonelist */
1555                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1556                 /* cpuset refresh routine should be here */
1557         }
1558         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1559         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1560                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1565  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1566  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1567  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1568  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1569  * conservative, even though it seems large.
1570  *
1571  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1572  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1573  */
1574 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1575
1576 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1577 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1578 {
1579         unsigned long size = 1;
1580
1581         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1582
1583         while (size < pages)
1584                 size <<= 1;
1585
1586         /*
1587          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1588          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1589          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1590          */
1591         size = min(size, 4096UL);
1592
1593         return max(size, 4UL);
1594 }
1595 #else
1596 /*
1597  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1598  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1599  *
1600  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1601  *
1602  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1603  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1604  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1605  *
1606  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1607  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1608  *
1609  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1610  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1611  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1612  */
1613 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1614 {
1615         return 4096UL;
1616 }
1617 #endif
1618
1619 /*
1620  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1621  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1622  * hash function before the remainder is taken.
1623  */
1624 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1625 {
1626         return ffz(~size);
1627 }
1628
1629 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1630
1631 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1632                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1633 {
1634         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1635         int i;
1636
1637         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1638                 totalpages += zones_size[i];
1639         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1640
1641         realtotalpages = totalpages;
1642         if (zholes_size)
1643                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1644                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1645         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1646         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1647 }
1648
1649
1650 /*
1651  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1652  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1653  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1654  */
1655 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1656                 unsigned long start_pfn)
1657 {
1658         struct page *page;
1659         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1660         unsigned long pfn;
1661
1662         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1663                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1664                         continue;
1665                 page = pfn_to_page(pfn);
1666                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1667                 init_page_count(page);
1668                 reset_page_mapcount(page);
1669                 SetPageReserved(page);
1670                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1671 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1672                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1673                 if (!is_highmem_idx(zone))
1674                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1675 #endif
1676         }
1677 }
1678
1679 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1680                                 unsigned long size)
1681 {
1682         int order;
1683         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1684                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1685                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1686         }
1687 }
1688
1689 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1690 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, enum zone_type zid,
1691                 unsigned long pfn, unsigned long size)
1692 {
1693         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1694         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1695
1696         if (FLAGS_HAS_NODE)
1697                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1698         else
1699                 for (; snum <= end; snum++)
1700                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1701 }
1702
1703 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1704 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1705         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1706 #endif
1707
1708 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1709 {
1710         int batch;
1711
1712         /*
1713          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1714          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1715          *
1716          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1717          */
1718         batch = zone->present_pages / 1024;
1719         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1720                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1721         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1722         if (batch < 1)
1723                 batch = 1;
1724
1725         /*
1726          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1727          * of 2 value was found to be more likely to have
1728          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1729          *
1730          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1731          * batches of pages, one task can end up with a lot
1732          * of pages of one half of the possible page colors
1733          * and the other with pages of the other colors.
1734          */
1735         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1736
1737         return batch;
1738 }
1739
1740 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1741 {
1742         struct per_cpu_pages *pcp;
1743
1744         memset(p, 0, sizeof(*p));
1745
1746         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1747         pcp->count = 0;
1748         pcp->high = 6 * batch;
1749         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1750         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1751
1752         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1753         pcp->count = 0;
1754         pcp->high = 2 * batch;
1755         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1756         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1761  * to the value high for the pageset p.
1762  */
1763
1764 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1765                                 unsigned long high)
1766 {
1767         struct per_cpu_pages *pcp;
1768
1769         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1770         pcp->high = high;
1771         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1772         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1773                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1774 }
1775
1776
1777 #ifdef CONFIG_NUMA
1778 /*
1779  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1780  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1781  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1782  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1783  * with interrupts disabled.
1784  *
1785  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1786  *
1787  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1788  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1789  * hotplugged processors.
1790  *
1791  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1792  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1793  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1794  */
1795 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1796
1797 /*
1798  * Dynamically allocate memory for the
1799  * per cpu pageset array in struct zone.
1800  */
1801 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1802 {
1803         struct zone *zone, *dzone;
1804
1805         for_each_zone(zone) {
1806
1807                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1808                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1809                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1810                         goto bad;
1811
1812                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1813
1814                 if (percpu_pagelist_fraction)
1815                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1816                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1817         }
1818
1819         return 0;
1820 bad:
1821         for_each_zone(dzone) {
1822                 if (dzone == zone)
1823                         break;
1824                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1825                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1826         }
1827         return -ENOMEM;
1828 }
1829
1830 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1831 {
1832         struct zone *zone;
1833
1834         for_each_zone(zone) {
1835                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1836
1837                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1838                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1839                         kfree(pset);
1840                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1841         }
1842 }
1843
1844 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1845                 unsigned long action,
1846                 void *hcpu)
1847 {
1848         int cpu = (long)hcpu;
1849         int ret = NOTIFY_OK;
1850
1851         switch (action) {
1852                 case CPU_UP_PREPARE:
1853                         if (process_zones(cpu))
1854                                 ret = NOTIFY_BAD;
1855                         break;
1856                 case CPU_UP_CANCELED:
1857                 case CPU_DEAD:
1858                         free_zone_pagesets(cpu);
1859                         break;
1860                 default:
1861                         break;
1862         }
1863         return ret;
1864 }
1865
1866 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1867         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1868
1869 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1870 {
1871         int err;
1872
1873         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1874          * A cpuup callback will do this for every cpu
1875          * as it comes online
1876          */
1877         err = process_zones(smp_processor_id());
1878         BUG_ON(err);
1879         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1880 }
1881
1882 #endif
1883
1884 static __meminit
1885 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1886 {
1887         int i;
1888         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1889         size_t alloc_size;
1890
1891         /*
1892          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1893          * per zone.
1894          */
1895         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1896                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1897         zone->wait_table_bits =
1898                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1899         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1900                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1901
1902         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1903                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1904                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1905         } else {
1906                 /*
1907                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1908                  * via memory hot-add.
1909                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1910                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1911                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1912                  * node itself as well.
1913                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1914                  * necessary.
1915                  */
1916                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1917         }
1918         if (!zone->wait_table)
1919                 return -ENOMEM;
1920
1921         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1922                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1923
1924         return 0;
1925 }
1926
1927 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1928 {
1929         int cpu;
1930         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1931
1932         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1933 #ifdef CONFIG_NUMA
1934                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1935                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1936                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1937 #else
1938                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1939 #endif
1940         }
1941         if (zone->present_pages)
1942                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1943                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1944 }
1945
1946 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1947                                         unsigned long zone_start_pfn,
1948                                         unsigned long size)
1949 {
1950         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1951         int ret;
1952         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1953         if (ret)
1954                 return ret;
1955         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1956
1957         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1958
1959         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1960
1961         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1962
1963         return 0;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Set up the zone data structures:
1968  *   - mark all pages reserved
1969  *   - mark all memory queues empty
1970  *   - clear the memory bitmaps
1971  */
1972 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1973                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1974 {
1975         enum zone_type j;
1976         int nid = pgdat->node_id;
1977         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1978         int ret;
1979
1980         pgdat_resize_init(pgdat);
1981         pgdat->nr_zones = 0;
1982         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1983         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1984         
1985         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1986                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1987                 unsigned long size, realsize;
1988
1989                 realsize = size = zones_size[j];
1990                 if (zholes_size)
1991                         realsize -= zholes_size[j];
1992
1993                 if (!is_highmem_idx(j))
1994                         nr_kernel_pages += realsize;
1995                 nr_all_pages += realsize;
1996
1997                 zone->spanned_pages = size;
1998                 zone->present_pages = realsize;
1999 #ifdef CONFIG_NUMA
2000                 zone->min_unmapped_ratio = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2001                                                 / 100;
2002 #endif
2003                 zone->name = zone_names[j];
2004                 spin_lock_init(&zone->lock);
2005                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2006                 zone_seqlock_init(zone);
2007                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2008                 zone->free_pages = 0;
2009
2010                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2011
2012                 zone_pcp_init(zone);
2013                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2014                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2015                 zone->nr_scan_active = 0;
2016                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2017                 zone->nr_active = 0;
2018                 zone->nr_inactive = 0;
2019                 zap_zone_vm_stats(zone);
2020                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2021                 if (!size)
2022                         continue;
2023
2024                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2025                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2026                 BUG_ON(ret);
2027                 zone_start_pfn += size;
2028         }
2029 }
2030
2031 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2032 {
2033         /* Skip empty nodes */
2034         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2035                 return;
2036
2037 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2038         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2039         if (!pgdat->node_mem_map) {
2040                 unsigned long size, start, end;
2041                 struct page *map;
2042
2043                 /*
2044                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2045                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2046                  * for the buddy allocator to function correctly.
2047                  */
2048                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2049                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2050                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2051                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2052                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2053                 if (!map)
2054                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2055                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2056         }
2057 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2058         /*
2059          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2060          */
2061         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2062                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2063 #endif
2064 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2065 }
2066
2067 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2068                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2069                 unsigned long *zholes_size)
2070 {
2071         pgdat->node_id = nid;
2072         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2073         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2074
2075         alloc_node_mem_map(pgdat);
2076
2077         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2078 }
2079
2080 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2081 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2082 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2083
2084 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2085 #endif
2086
2087 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2088 {
2089         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2090                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2091 }
2092
2093 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2094 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2095                                  unsigned long action, void *hcpu)
2096 {
2097         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2098
2099         if (action == CPU_DEAD) {
2100                 local_irq_disable();
2101                 __drain_pages(cpu);
2102                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2103                 local_irq_enable();
2104                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2105         }
2106         return NOTIFY_OK;
2107 }
2108 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2109
2110 void __init page_alloc_init(void)
2111 {
2112         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2113 }
2114
2115 /*
2116  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2117  *      or min_free_kbytes changes.
2118  */
2119 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2120 {
2121         struct pglist_data *pgdat;
2122         unsigned long reserve_pages = 0;
2123         int i, j;
2124
2125         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2126                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2127                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2128                         unsigned long max = 0;
2129
2130                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2131                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2132                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2133                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2134                         }
2135
2136                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2137                         max += zone->pages_high;
2138
2139                         if (max > zone->present_pages)
2140                                 max = zone->present_pages;
2141                         reserve_pages += max;
2142                 }
2143         }
2144         totalreserve_pages = reserve_pages;
2145 }
2146
2147 /*
2148  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2149  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2150  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2151  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2152  */
2153 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2154 {
2155         struct pglist_data *pgdat;
2156         int j, idx;
2157
2158         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2159                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2160                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2161                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2162
2163                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2164
2165                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2166                                 struct zone *lower_zone;
2167
2168                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2169                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2170
2171                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2172                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2173                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2174                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2175                         }
2176                 }
2177         }
2178
2179         /* update totalreserve_pages */
2180         calculate_totalreserve_pages();
2181 }
2182
2183 /*
2184  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2185  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2186  *      with respect to min_free_kbytes.
2187  */
2188 void setup_per_zone_pages_min(void)
2189 {
2190         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2191         unsigned long lowmem_pages = 0;
2192         struct zone *zone;
2193         unsigned long flags;
2194
2195         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2196         for_each_zone(zone) {
2197                 if (!is_highmem(zone))
2198                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2199         }
2200
2201         for_each_zone(zone) {
2202                 u64 tmp;
2203
2204                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2205                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2206                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2207                 if (is_highmem(zone)) {
2208                         /*
2209                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2210                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2211                          * value here.
2212                          *
2213                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2214                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2215                          * not be capped for highmem.
2216                          */
2217                         int min_pages;
2218
2219                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2220                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2221                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2222                         if (min_pages > 128)
2223                                 min_pages = 128;
2224                         zone->pages_min = min_pages;
2225                 } else {
2226                         /*
2227                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2228                          * proportionate to the zone's size.
2229                          */
2230                         zone->pages_min = tmp;
2231                 }
2232
2233                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2234                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2235                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2236         }
2237
2238         /* update totalreserve_pages */
2239         calculate_totalreserve_pages();
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Initialise min_free_kbytes.
2244  *
2245  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2246  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2247  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2248  *
2249  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2250  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2251  *
2252  * which yields
2253  *
2254  * 16MB:        512k
2255  * 32MB:        724k
2256  * 64MB:        1024k
2257  * 128MB:       1448k
2258  * 256MB:       2048k
2259  * 512MB:       2896k
2260  * 1024MB:      4096k
2261  * 2048MB:      5792k
2262  * 4096MB:      8192k
2263  * 8192MB:      11584k
2264  * 16384MB:     16384k
2265  */
2266 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2267 {
2268         unsigned long lowmem_kbytes;
2269
2270         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2271
2272         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2273         if (min_free_kbytes < 128)
2274                 min_free_kbytes = 128;
2275         if (min_free_kbytes > 65536)
2276                 min_free_kbytes = 65536;
2277         setup_per_zone_pages_min();
2278         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2279         return 0;
2280 }
2281 module_init(init_per_zone_pages_min)
2282
2283 /*
2284  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2285  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2286  *      changes.
2287  */
2288 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2289         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2290 {
2291         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2292         setup_per_zone_pages_min();
2293         return 0;
2294 }
2295
2296 #ifdef CONFIG_NUMA
2297 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2298         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2299 {
2300         struct zone *zone;
2301         int rc;
2302
2303         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2304         if (rc)
2305                 return rc;
2306
2307         for_each_zone(zone)
2308                 zone->min_unmapped_ratio = (zone->present_pages *
2309                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2310         return 0;
2311 }
2312 #endif
2313
2314 /*
2315  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2316  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2317  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2318  *
2319  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2320  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2321  * if in function of the boot time zone sizes.
2322  */
2323 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2324         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2325 {
2326         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2327         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2328         return 0;
2329 }
2330
2331 /*
2332  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2333  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2334  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2335  */
2336
2337 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2338         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2339 {
2340         struct zone *zone;
2341         unsigned int cpu;
2342         int ret;
2343
2344         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2345         if (!write || (ret == -EINVAL))
2346                 return ret;
2347         for_each_zone(zone) {
2348                 for_each_online_cpu(cpu) {
2349                         unsigned long  high;
2350                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2351                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2352                 }
2353         }
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2358
2359 #ifdef CONFIG_NUMA
2360 static int __init set_hashdist(char *str)
2361 {
2362         if (!str)
2363                 return 0;
2364         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2365         return 1;
2366 }
2367 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2368 #endif
2369
2370 /*
2371  * allocate a large system hash table from bootmem
2372  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2373  *   quantity of entries
2374  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2375  */
2376 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2377                                      unsigned long bucketsize,
2378                                      unsigned long numentries,
2379                                      int scale,
2380                                      int flags,
2381                                      unsigned int *_hash_shift,
2382                                      unsigned int *_hash_mask,
2383                                      unsigned long limit)
2384 {
2385         unsigned long long max = limit;
2386         unsigned long log2qty, size;
2387         void *table = NULL;
2388
2389         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2390         if (!numentries) {
2391                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2392                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2393                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2394                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2395                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2396
2397                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2398                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2399                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2400                 else
2401                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2402         }
2403         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2404
2405         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2406         if (max == 0) {
2407                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2408                 do_div(max, bucketsize);
2409         }
2410
2411         if (numentries > max)
2412                 numentries = max;
2413
2414         log2qty = long_log2(numentries);
2415
2416         do {
2417                 size = bucketsize << log2qty;
2418                 if (flags & HASH_EARLY)
2419                         table = alloc_bootmem(size);
2420                 else if (hashdist)
2421                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2422                 else {
2423                         unsigned long order;
2424                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2425                                 ;
2426                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2427                 }
2428         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2429
2430         if (!table)
2431                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2432
2433         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2434                tablename,
2435                (1U << log2qty),
2436                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2437                size);
2438
2439         if (_hash_shift)
2440                 *_hash_shift = log2qty;
2441         if (_hash_mask)
2442                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2443
2444         return table;
2445 }
2446
2447 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2448 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2449 {
2450         return __pfn_to_page(pfn);
2451 }
2452 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2453 {
2454         return __page_to_pfn(page);
2455 }
2456 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2457 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2458 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */