]> pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
[PATCH] mm: page_alloc cleanups
[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/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
45  * initializer cleaner
46  */
47 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
48 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
49 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
50 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
51 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
52 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
53 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
54 long nr_swap_pages;
55
56 /*
57  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
58  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
59  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
60  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
61  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
62  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
63  *
64  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
65  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
66  */
67 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
68
69 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
70
71 /*
72  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
73  * id is encoded in the upper bits of page->flags
74  */
75 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
77
78 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
79 int min_free_kbytes = 1024;
80
81 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
82 unsigned long __initdata nr_all_pages;
83
84 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
85 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
86 {
87         int ret = 0;
88         unsigned seq;
89         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
90
91         do {
92                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
93                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
94                         ret = 1;
95                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
96                         ret = 1;
97         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
98
99         return ret;
100 }
101
102 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
103 {
104 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
105         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
106                 return 0;
107 #endif
108         if (zone != page_zone(page))
109                 return 0;
110
111         return 1;
112 }
113 /*
114  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
115  */
116 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
117 {
118         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
119                 return 1;
120         if (!page_is_consistent(zone, page))
121                 return 1;
122
123         return 0;
124 }
125
126 #else
127 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
128 {
129         return 0;
130 }
131 #endif
132
133 static void bad_page(const char *function, struct page *page)
134 {
135         printk(KERN_EMERG "Bad page state at %s (in process '%s', page %p)\n",
136                 function, current->comm, page);
137         printk(KERN_EMERG "flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
138                 (int)(2*sizeof(unsigned long)), (unsigned long)page->flags,
139                 page->mapping, page_mapcount(page), page_count(page));
140         printk(KERN_EMERG "Backtrace:\n");
141         dump_stack();
142         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n");
143         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
144                         1 << PG_private |
145                         1 << PG_locked  |
146                         1 << PG_active  |
147                         1 << PG_dirty   |
148                         1 << PG_reclaim |
149                         1 << PG_slab    |
150                         1 << PG_swapcache |
151                         1 << PG_writeback );
152         set_page_count(page, 0);
153         reset_page_mapcount(page);
154         page->mapping = NULL;
155         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
156 }
157
158 /*
159  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
160  *
161  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
162  *
163  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
164  *
165  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
166  * the head page (even the head page has this).
167  *
168  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
169  * compound page's put_page() function.
170  *
171  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
172  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
173  * may not be compound.
174  */
175 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
176 {
177         int i;
178         int nr_pages = 1 << order;
179
180         page[1].mapping = NULL;
181         page[1].index = order;
182         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
183                 struct page *p = page + i;
184
185                 SetPageCompound(p);
186                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
187         }
188 }
189
190 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
191 {
192         int i;
193         int nr_pages = 1 << order;
194
195         if (!PageCompound(page))
196                 return;
197
198         if (page[1].index != order)
199                 bad_page(__FUNCTION__, page);
200
201         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
202                 struct page *p = page + i;
203
204                 if (!PageCompound(p))
205                         bad_page(__FUNCTION__, page);
206                 if (page_private(p) != (unsigned long)page)
207                         bad_page(__FUNCTION__, page);
208                 ClearPageCompound(p);
209         }
210 }
211
212 /*
213  * function for dealing with page's order in buddy system.
214  * zone->lock is already acquired when we use these.
215  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
216  */
217 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
218         return page_private(page);
219 }
220
221 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
222         set_page_private(page, order);
223         __SetPagePrivate(page);
224 }
225
226 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
227 {
228         __ClearPagePrivate(page);
229         set_page_private(page, 0);
230 }
231
232 /*
233  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
234  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
235  *
236  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
237  * the following equation:
238  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
239  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
240  * 1 buddy is #10:
241  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
242  *
243  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
244  * satisfies the following equation:
245  *     P = B & ~(1 << O)
246  *
247  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
248  */
249 static inline struct page *
250 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
251 {
252         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
253
254         return page + (buddy_idx - page_idx);
255 }
256
257 static inline unsigned long
258 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
259 {
260         return (page_idx & ~(1 << order));
261 }
262
263 /*
264  * This function checks whether a page is free && is the buddy
265  * we can do coalesce a page and its buddy if
266  * (a) the buddy is not in a hole &&
267  * (b) the buddy is free &&
268  * (c) the buddy is on the buddy system &&
269  * (d) a page and its buddy have the same order.
270  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
271  *
272  */
273 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
274 {
275 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
276         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
277                 return 0;
278 #endif
279
280        if (PagePrivate(page)           &&
281            (page_order(page) == order) &&
282             page_count(page) == 0)
283                return 1;
284        return 0;
285 }
286
287 /*
288  * Freeing function for a buddy system allocator.
289  *
290  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
291  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
292  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
293  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
294  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
295  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
296  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
297  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
298  * parts of the VM system.
299  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
300  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
301  * order is recorded in page_private(page) field.
302  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
303  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
304  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
305  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
306  * triggers coalescing into a block of larger size.            
307  *
308  * -- wli
309  */
310
311 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
312                 struct zone *zone, unsigned int order)
313 {
314         unsigned long page_idx;
315         int order_size = 1 << order;
316
317         if (unlikely(order))
318                 destroy_compound_page(page, order);
319
320         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
321
322         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
323         BUG_ON(bad_range(zone, page));
324
325         zone->free_pages += order_size;
326         while (order < MAX_ORDER-1) {
327                 unsigned long combined_idx;
328                 struct free_area *area;
329                 struct page *buddy;
330
331                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
332                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
333                         break;          /* Move the buddy up one level. */
334
335                 list_del(&buddy->lru);
336                 area = zone->free_area + order;
337                 area->nr_free--;
338                 rmv_page_order(buddy);
339                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
340                 page = page + (combined_idx - page_idx);
341                 page_idx = combined_idx;
342                 order++;
343         }
344         set_page_order(page, order);
345         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
346         zone->free_area[order].nr_free++;
347 }
348
349 static inline int free_pages_check(const char *function, struct page *page)
350 {
351         if (unlikely(page_mapcount(page) |
352                 (page->mapping != NULL)  |
353                 (page_count(page) != 0)  |
354                 (page->flags & (
355                         1 << PG_lru     |
356                         1 << PG_private |
357                         1 << PG_locked  |
358                         1 << PG_active  |
359                         1 << PG_reclaim |
360                         1 << PG_slab    |
361                         1 << PG_swapcache |
362                         1 << PG_writeback |
363                         1 << PG_reserved ))))
364                 bad_page(function, page);
365         if (PageDirty(page))
366                 __ClearPageDirty(page);
367         /*
368          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
369          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
370          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
371          */
372         return PageReserved(page);
373 }
374
375 /*
376  * Frees a list of pages. 
377  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
378  * count is the number of pages to free.
379  *
380  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
381  * see if this freeing clears that state.
382  *
383  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
384  * pinned" detection logic.
385  */
386 static int
387 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
388                 struct list_head *list, unsigned int order)
389 {
390         struct page *page = NULL;
391         int ret = 0;
392
393         spin_lock(&zone->lock);
394         zone->all_unreclaimable = 0;
395         zone->pages_scanned = 0;
396         while (!list_empty(list) && count--) {
397                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
398                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
399                 list_del(&page->lru);
400                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
401                 ret++;
402         }
403         spin_unlock(&zone->lock);
404         return ret;
405 }
406
407 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
408 {
409         unsigned long flags;
410         LIST_HEAD(list);
411         int i;
412         int reserved = 0;
413
414         arch_free_page(page, order);
415
416 #ifndef CONFIG_MMU
417         if (order > 0)
418                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
419                         __put_page(page + i);
420 #endif
421
422         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
423                 reserved += free_pages_check(__FUNCTION__, page + i);
424         if (reserved)
425                 return;
426
427         list_add(&page->lru, &list);
428         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
429         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
430         local_irq_save(flags);
431         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
432         local_irq_restore(flags);
433 }
434
435
436 /*
437  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
438  * Please do not alter this order without good reasons and regression
439  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
440  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
441  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
442  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
443  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
444  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
445  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
446  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
447  *
448  * -- wli
449  */
450 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
451         int low, int high, struct free_area *area)
452 {
453         unsigned long size = 1 << high;
454
455         while (high > low) {
456                 area--;
457                 high--;
458                 size >>= 1;
459                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
460                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
461                 area->nr_free++;
462                 set_page_order(&page[size], high);
463         }
464 }
465
466 /*
467  * This page is about to be returned from the page allocator
468  */
469 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
470 {
471         if (unlikely(page_mapcount(page) |
472                 (page->mapping != NULL)  |
473                 (page_count(page) != 0)  |
474                 (page->flags & (
475                         1 << PG_lru     |
476                         1 << PG_private |
477                         1 << PG_locked  |
478                         1 << PG_active  |
479                         1 << PG_dirty   |
480                         1 << PG_reclaim |
481                         1 << PG_slab    |
482                         1 << PG_swapcache |
483                         1 << PG_writeback |
484                         1 << PG_reserved ))))
485                 bad_page(__FUNCTION__, page);
486
487         /*
488          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
489          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
490          */
491         if (PageReserved(page))
492                 return 1;
493
494         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
495                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
496                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
497         set_page_private(page, 0);
498         set_page_refs(page, order);
499         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
500         return 0;
501 }
502
503 /* 
504  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
505  * Call me with the zone->lock already held.
506  */
507 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
508 {
509         struct free_area * area;
510         unsigned int current_order;
511         struct page *page;
512
513         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
514                 area = zone->free_area + current_order;
515                 if (list_empty(&area->free_list))
516                         continue;
517
518                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
519                 list_del(&page->lru);
520                 rmv_page_order(page);
521                 area->nr_free--;
522                 zone->free_pages -= 1UL << order;
523                 expand(zone, page, order, current_order, area);
524                 return page;
525         }
526
527         return NULL;
528 }
529
530 /* 
531  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
532  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
533  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
534  */
535 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
536                         unsigned long count, struct list_head *list)
537 {
538         int i;
539         
540         spin_lock(&zone->lock);
541         for (i = 0; i < count; ++i) {
542                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
543                 if (unlikely(page == NULL))
544                         break;
545                 list_add_tail(&page->lru, list);
546         }
547         spin_unlock(&zone->lock);
548         return i;
549 }
550
551 #ifdef CONFIG_NUMA
552 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
553 void drain_remote_pages(void)
554 {
555         struct zone *zone;
556         int i;
557         unsigned long flags;
558
559         local_irq_save(flags);
560         for_each_zone(zone) {
561                 struct per_cpu_pageset *pset;
562
563                 /* Do not drain local pagesets */
564                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
565                         continue;
566
567                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
568                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
569                         struct per_cpu_pages *pcp;
570
571                         pcp = &pset->pcp[i];
572                         if (pcp->count)
573                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
574                                                 &pcp->list, 0);
575                 }
576         }
577         local_irq_restore(flags);
578 }
579 #endif
580
581 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
582 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
583 {
584         unsigned long flags;
585         struct zone *zone;
586         int i;
587
588         for_each_zone(zone) {
589                 struct per_cpu_pageset *pset;
590
591                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
592                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
593                         struct per_cpu_pages *pcp;
594
595                         pcp = &pset->pcp[i];
596                         local_irq_save(flags);
597                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
598                                                 &pcp->list, 0);
599                         local_irq_restore(flags);
600                 }
601         }
602 }
603 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
604
605 #ifdef CONFIG_PM
606
607 void mark_free_pages(struct zone *zone)
608 {
609         unsigned long zone_pfn, flags;
610         int order;
611         struct list_head *curr;
612
613         if (!zone->spanned_pages)
614                 return;
615
616         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
617         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
618                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
619
620         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
621                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
622                         unsigned long start_pfn, i;
623
624                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
625
626                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
627                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
628         }
629         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
630 }
631
632 /*
633  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
634  */
635 void drain_local_pages(void)
636 {
637         unsigned long flags;
638
639         local_irq_save(flags);  
640         __drain_pages(smp_processor_id());
641         local_irq_restore(flags);       
642 }
643 #endif /* CONFIG_PM */
644
645 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
646 {
647 #ifdef CONFIG_NUMA
648         unsigned long flags;
649         int cpu;
650         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
651         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
652         struct per_cpu_pageset *p;
653
654         local_irq_save(flags);
655         cpu = smp_processor_id();
656         p = zone_pcp(z,cpu);
657         if (pg == orig) {
658                 p->numa_hit++;
659         } else {
660                 p->numa_miss++;
661                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
662         }
663         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
664                 p->local_node++;
665         else
666                 p->other_node++;
667         local_irq_restore(flags);
668 #endif
669 }
670
671 /*
672  * Free a 0-order page
673  */
674 static void FASTCALL(free_hot_cold_page(struct page *page, int cold));
675 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
676 {
677         struct zone *zone = page_zone(page);
678         struct per_cpu_pages *pcp;
679         unsigned long flags;
680
681         arch_free_page(page, 0);
682
683         if (PageAnon(page))
684                 page->mapping = NULL;
685         if (free_pages_check(__FUNCTION__, page))
686                 return;
687
688         inc_page_state(pgfree);
689         kernel_map_pages(page, 1, 0);
690
691         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
692         local_irq_save(flags);
693         list_add(&page->lru, &pcp->list);
694         pcp->count++;
695         if (pcp->count >= pcp->high)
696                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
697         local_irq_restore(flags);
698         put_cpu();
699 }
700
701 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
702 {
703         free_hot_cold_page(page, 0);
704 }
705         
706 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
707 {
708         free_hot_cold_page(page, 1);
709 }
710
711 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
712 {
713         int i;
714
715         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
716         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
717                 clear_highpage(page + i);
718 }
719
720 /*
721  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
722  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
723  * or two.
724  */
725 static struct page *
726 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
727 {
728         unsigned long flags;
729         struct page *page;
730         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
731
732 again:
733         if (order == 0) {
734                 struct per_cpu_pages *pcp;
735
736                 page = NULL;
737                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
738                 local_irq_save(flags);
739                 if (!pcp->count)
740                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
741                                                 pcp->batch, &pcp->list);
742                 if (likely(pcp->count)) {
743                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
744                         list_del(&page->lru);
745                         pcp->count--;
746                 }
747                 local_irq_restore(flags);
748                 put_cpu();
749         } else {
750                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
751                 page = __rmqueue(zone, order);
752                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
753         }
754
755         if (page != NULL) {
756                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
757                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
758                 if (prep_new_page(page, order))
759                         goto again;
760
761                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
762                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
763
764                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
765                         prep_compound_page(page, order);
766         }
767         return page;
768 }
769
770 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
771 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
772 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
773 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
774 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
775 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
776 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
777
778 /*
779  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
780  * of the allocation.
781  */
782 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
783                       int classzone_idx, int alloc_flags)
784 {
785         /* free_pages my go negative - that's OK */
786         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
787         int o;
788
789         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
790                 min -= min / 2;
791         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
792                 min -= min / 4;
793
794         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
795                 return 0;
796         for (o = 0; o < order; o++) {
797                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
798                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
799
800                 /* Require fewer higher order pages to be free */
801                 min >>= 1;
802
803                 if (free_pages <= min)
804                         return 0;
805         }
806         return 1;
807 }
808
809 /*
810  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
811  * a page.
812  */
813 static struct page *
814 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
815                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
816 {
817         struct zone **z = zonelist->zones;
818         struct page *page = NULL;
819         int classzone_idx = zone_idx(*z);
820
821         /*
822          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
823          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
824          */
825         do {
826                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
827                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
828                         continue;
829
830                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
831                         unsigned long mark;
832                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
833                                 mark = (*z)->pages_min;
834                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
835                                 mark = (*z)->pages_low;
836                         else
837                                 mark = (*z)->pages_high;
838                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
839                                     classzone_idx, alloc_flags))
840                                 continue;
841                 }
842
843                 page = buffered_rmqueue(*z, order, gfp_mask);
844                 if (page) {
845                         zone_statistics(zonelist, *z);
846                         break;
847                 }
848         } while (*(++z) != NULL);
849         return page;
850 }
851
852 /*
853  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
854  */
855 struct page * fastcall
856 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
857                 struct zonelist *zonelist)
858 {
859         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
860         struct zone **z;
861         struct page *page;
862         struct reclaim_state reclaim_state;
863         struct task_struct *p = current;
864         int do_retry;
865         int alloc_flags;
866         int did_some_progress;
867
868         might_sleep_if(wait);
869
870 restart:
871         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
872
873         if (unlikely(*z == NULL)) {
874                 /* Should this ever happen?? */
875                 return NULL;
876         }
877
878         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
879                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
880         if (page)
881                 goto got_pg;
882
883         do {
884                 wakeup_kswapd(*z, order);
885         } while (*(++z));
886
887         /*
888          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
889          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
890          * to how we want to proceed.
891          *
892          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
893          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
894          * policy.
895          */
896         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
897         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
898                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
899         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
900                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
901         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
902
903         /*
904          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
905          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
906          *
907          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
908          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
909          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
910          */
911         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
912         if (page)
913                 goto got_pg;
914
915         /* This allocation should allow future memory freeing. */
916
917         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
918                         && !in_interrupt()) {
919                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
920 nofail_alloc:
921                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
922                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
923                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
924                         if (page)
925                                 goto got_pg;
926                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
927                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
928                                 goto nofail_alloc;
929                         }
930                 }
931                 goto nopage;
932         }
933
934         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
935         if (!wait)
936                 goto nopage;
937
938 rebalance:
939         cond_resched();
940
941         /* We now go into synchronous reclaim */
942         p->flags |= PF_MEMALLOC;
943         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
944         p->reclaim_state = &reclaim_state;
945
946         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
947
948         p->reclaim_state = NULL;
949         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
950
951         cond_resched();
952
953         if (likely(did_some_progress)) {
954                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
955                                                 zonelist, alloc_flags);
956                 if (page)
957                         goto got_pg;
958         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
959                 /*
960                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
961                  * very high watermark here, this is only to catch
962                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
963                  * under heavy pressure.
964                  */
965                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
966                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
967                 if (page)
968                         goto got_pg;
969
970                 out_of_memory(gfp_mask, order);
971                 goto restart;
972         }
973
974         /*
975          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
976          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
977          *
978          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
979          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
980          */
981         do_retry = 0;
982         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
983                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
984                         do_retry = 1;
985                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
986                         do_retry = 1;
987         }
988         if (do_retry) {
989                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
990                 goto rebalance;
991         }
992
993 nopage:
994         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
995                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
996                         " order:%d, mode:0x%x\n",
997                         p->comm, order, gfp_mask);
998                 dump_stack();
999                 show_mem();
1000         }
1001 got_pg:
1002         return page;
1003 }
1004
1005 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1006
1007 /*
1008  * Common helper functions.
1009  */
1010 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1011 {
1012         struct page * page;
1013         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1014         if (!page)
1015                 return 0;
1016         return (unsigned long) page_address(page);
1017 }
1018
1019 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1020
1021 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1022 {
1023         struct page * page;
1024
1025         /*
1026          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1027          * a highmem page
1028          */
1029         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1030
1031         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1032         if (page)
1033                 return (unsigned long) page_address(page);
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1038
1039 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1040 {
1041         int i = pagevec_count(pvec);
1042
1043         while (--i >= 0)
1044                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1045 }
1046
1047 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1048 {
1049         if (put_page_testzero(page)) {
1050                 if (order == 0)
1051                         free_hot_page(page);
1052                 else
1053                         __free_pages_ok(page, order);
1054         }
1055 }
1056
1057 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1058
1059 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1060 {
1061         if (addr != 0) {
1062                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1063                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1064         }
1065 }
1066
1067 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1068
1069 /*
1070  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1071  */
1072 unsigned int nr_free_pages(void)
1073 {
1074         unsigned int sum = 0;
1075         struct zone *zone;
1076
1077         for_each_zone(zone)
1078                 sum += zone->free_pages;
1079
1080         return sum;
1081 }
1082
1083 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1084
1085 #ifdef CONFIG_NUMA
1086 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1087 {
1088         unsigned int i, sum = 0;
1089
1090         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1091                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1092
1093         return sum;
1094 }
1095 #endif
1096
1097 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1098 {
1099         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1100         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1101         unsigned int sum = 0;
1102
1103         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1104         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1105         struct zone *zone;
1106
1107         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1108                 unsigned long size = zone->present_pages;
1109                 unsigned long high = zone->pages_high;
1110                 if (size > high)
1111                         sum += size - high;
1112         }
1113
1114         return sum;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1119  */
1120 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1121 {
1122         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1127  */
1128 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1129 {
1130         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1131 }
1132
1133 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1134 unsigned int nr_free_highpages (void)
1135 {
1136         pg_data_t *pgdat;
1137         unsigned int pages = 0;
1138
1139         for_each_pgdat(pgdat)
1140                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1141
1142         return pages;
1143 }
1144 #endif
1145
1146 #ifdef CONFIG_NUMA
1147 static void show_node(struct zone *zone)
1148 {
1149         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1150 }
1151 #else
1152 #define show_node(zone) do { } while (0)
1153 #endif
1154
1155 /*
1156  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1157  * The result is unavoidably approximate - it can change
1158  * during and after execution of this function.
1159  */
1160 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1161
1162 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1163 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1164 #ifdef CONFIG_SMP
1165 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1166 #endif
1167
1168 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1169 {
1170         int cpu = 0;
1171
1172         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1173
1174         cpu = first_cpu(*cpumask);
1175         while (cpu < NR_CPUS) {
1176                 unsigned long *in, *out, off;
1177
1178                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1179
1180                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1181
1182                 if (cpu < NR_CPUS)
1183                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1184
1185                 out = (unsigned long *)ret;
1186                 for (off = 0; off < nr; off++)
1187                         *out++ += *in++;
1188         }
1189 }
1190
1191 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1192 {
1193         int nr;
1194         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1195
1196         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1197         nr /= sizeof(unsigned long);
1198
1199         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1200 }
1201
1202 void get_page_state(struct page_state *ret)
1203 {
1204         int nr;
1205         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1206
1207         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1208         nr /= sizeof(unsigned long);
1209
1210         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1211 }
1212
1213 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1214 {
1215         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1216
1217         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1218 }
1219
1220 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1221 {
1222         unsigned long ret = 0;
1223         int cpu;
1224
1225         for_each_cpu(cpu) {
1226                 unsigned long in;
1227
1228                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1229                 ret += *((unsigned long *)in);
1230         }
1231         return ret;
1232 }
1233
1234 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1235 {
1236         unsigned long flags;
1237         void* ptr;
1238
1239         local_irq_save(flags);
1240         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1241         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1242         local_irq_restore(flags);
1243 }
1244
1245 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1246
1247 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1248                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1249 {
1250         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1251         int i;
1252
1253         *active = 0;
1254         *inactive = 0;
1255         *free = 0;
1256         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1257                 *active += zones[i].nr_active;
1258                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1259                 *free += zones[i].free_pages;
1260         }
1261 }
1262
1263 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1264                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1265 {
1266         struct pglist_data *pgdat;
1267
1268         *active = 0;
1269         *inactive = 0;
1270         *free = 0;
1271         for_each_pgdat(pgdat) {
1272                 unsigned long l, m, n;
1273                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1274                 *active += l;
1275                 *inactive += m;
1276                 *free += n;
1277         }
1278 }
1279
1280 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1281 {
1282         val->totalram = totalram_pages;
1283         val->sharedram = 0;
1284         val->freeram = nr_free_pages();
1285         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1286 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1287         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1288         val->freehigh = nr_free_highpages();
1289 #else
1290         val->totalhigh = 0;
1291         val->freehigh = 0;
1292 #endif
1293         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1294 }
1295
1296 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1297
1298 #ifdef CONFIG_NUMA
1299 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1300 {
1301         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1302
1303         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1304         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1305         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1306         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1307         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1308 }
1309 #endif
1310
1311 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1312
1313 /*
1314  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1315  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1316  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1317  */
1318 void show_free_areas(void)
1319 {
1320         struct page_state ps;
1321         int cpu, temperature;
1322         unsigned long active;
1323         unsigned long inactive;
1324         unsigned long free;
1325         struct zone *zone;
1326
1327         for_each_zone(zone) {
1328                 show_node(zone);
1329                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1330
1331                 if (!zone->present_pages) {
1332                         printk(" empty\n");
1333                         continue;
1334                 } else
1335                         printk("\n");
1336
1337                 for_each_online_cpu(cpu) {
1338                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1339
1340                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1341
1342                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1343                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1344                                         cpu,
1345                                         temperature ? "cold" : "hot",
1346                                         pageset->pcp[temperature].high,
1347                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1348                                         pageset->pcp[temperature].count);
1349                 }
1350         }
1351
1352         get_page_state(&ps);
1353         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1354
1355         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1356                 K(nr_free_pages()),
1357                 K(nr_free_highpages()));
1358
1359         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1360                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1361                 active,
1362                 inactive,
1363                 ps.nr_dirty,
1364                 ps.nr_writeback,
1365                 ps.nr_unstable,
1366                 nr_free_pages(),
1367                 ps.nr_slab,
1368                 ps.nr_mapped,
1369                 ps.nr_page_table_pages);
1370
1371         for_each_zone(zone) {
1372                 int i;
1373
1374                 show_node(zone);
1375                 printk("%s"
1376                         " free:%lukB"
1377                         " min:%lukB"
1378                         " low:%lukB"
1379                         " high:%lukB"
1380                         " active:%lukB"
1381                         " inactive:%lukB"
1382                         " present:%lukB"
1383                         " pages_scanned:%lu"
1384                         " all_unreclaimable? %s"
1385                         "\n",
1386                         zone->name,
1387                         K(zone->free_pages),
1388                         K(zone->pages_min),
1389                         K(zone->pages_low),
1390                         K(zone->pages_high),
1391                         K(zone->nr_active),
1392                         K(zone->nr_inactive),
1393                         K(zone->present_pages),
1394                         zone->pages_scanned,
1395                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1396                         );
1397                 printk("lowmem_reserve[]:");
1398                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1399                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1400                 printk("\n");
1401         }
1402
1403         for_each_zone(zone) {
1404                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1405
1406                 show_node(zone);
1407                 printk("%s: ", zone->name);
1408                 if (!zone->present_pages) {
1409                         printk("empty\n");
1410                         continue;
1411                 }
1412
1413                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1414                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1415                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1416                         total += nr << order;
1417                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1418                 }
1419                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1420                 printk("= %lukB\n", K(total));
1421         }
1422
1423         show_swap_cache_info();
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Builds allocation fallback zone lists.
1428  */
1429 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1430 {
1431         switch (k) {
1432                 struct zone *zone;
1433         default:
1434                 BUG();
1435         case ZONE_HIGHMEM:
1436                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1437                 if (zone->present_pages) {
1438 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1439                         BUG();
1440 #endif
1441                         zonelist->zones[j++] = zone;
1442                 }
1443         case ZONE_NORMAL:
1444                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1445                 if (zone->present_pages)
1446                         zonelist->zones[j++] = zone;
1447         case ZONE_DMA32:
1448                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
1449                 if (zone->present_pages)
1450                         zonelist->zones[j++] = zone;
1451         case ZONE_DMA:
1452                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1453                 if (zone->present_pages)
1454                         zonelist->zones[j++] = zone;
1455         }
1456
1457         return j;
1458 }
1459
1460 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1461 {
1462         int res = ZONE_NORMAL;
1463         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1464                 res = ZONE_HIGHMEM;
1465         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1466                 res = ZONE_DMA32;
1467         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1468                 res = ZONE_DMA;
1469         return res;
1470 }
1471
1472 #ifdef CONFIG_NUMA
1473 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1474 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1475 /**
1476  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1477  * @node: node whose fallback list we're appending
1478  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1479  *
1480  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1481  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1482  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1483  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1484  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1485  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1486  * on them otherwise.
1487  * It returns -1 if no node is found.
1488  */
1489 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1490 {
1491         int i, n, val;
1492         int min_val = INT_MAX;
1493         int best_node = -1;
1494
1495         for_each_online_node(i) {
1496                 cpumask_t tmp;
1497
1498                 /* Start from local node */
1499                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1500
1501                 /* Don't want a node to appear more than once */
1502                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1503                         continue;
1504
1505                 /* Use the local node if we haven't already */
1506                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1507                         best_node = node;
1508                         break;
1509                 }
1510
1511                 /* Use the distance array to find the distance */
1512                 val = node_distance(node, n);
1513
1514                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1515                 tmp = node_to_cpumask(n);
1516                 if (!cpus_empty(tmp))
1517                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1518
1519                 /* Slight preference for less loaded node */
1520                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1521                 val += node_load[n];
1522
1523                 if (val < min_val) {
1524                         min_val = val;
1525                         best_node = n;
1526                 }
1527         }
1528
1529         if (best_node >= 0)
1530                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1531
1532         return best_node;
1533 }
1534
1535 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1536 {
1537         int i, j, k, node, local_node;
1538         int prev_node, load;
1539         struct zonelist *zonelist;
1540         nodemask_t used_mask;
1541
1542         /* initialize zonelists */
1543         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1544                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1545                 zonelist->zones[0] = NULL;
1546         }
1547
1548         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1549         local_node = pgdat->node_id;
1550         load = num_online_nodes();
1551         prev_node = local_node;
1552         nodes_clear(used_mask);
1553         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1554                 /*
1555                  * We don't want to pressure a particular node.
1556                  * So adding penalty to the first node in same
1557                  * distance group to make it round-robin.
1558                  */
1559                 if (node_distance(local_node, node) !=
1560                                 node_distance(local_node, prev_node))
1561                         node_load[node] += load;
1562                 prev_node = node;
1563                 load--;
1564                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1565                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1566                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1567
1568                         k = highest_zone(i);
1569
1570                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1571                         zonelist->zones[j] = NULL;
1572                 }
1573         }
1574 }
1575
1576 #else   /* CONFIG_NUMA */
1577
1578 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1579 {
1580         int i, j, k, node, local_node;
1581
1582         local_node = pgdat->node_id;
1583         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1584                 struct zonelist *zonelist;
1585
1586                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1587
1588                 j = 0;
1589                 k = highest_zone(i);
1590                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1591                 /*
1592                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1593                  * of all the other nodes.
1594                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1595                  * building the zones for node N, we make sure that the
1596                  * zones coming right after the local ones are those from
1597                  * node N+1 (modulo N)
1598                  */
1599                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1600                         if (!node_online(node))
1601                                 continue;
1602                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1603                 }
1604                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1605                         if (!node_online(node))
1606                                 continue;
1607                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1608                 }
1609
1610                 zonelist->zones[j] = NULL;
1611         }
1612 }
1613
1614 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1615
1616 void __init build_all_zonelists(void)
1617 {
1618         int i;
1619
1620         for_each_online_node(i)
1621                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1622         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1623         cpuset_init_current_mems_allowed();
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1628  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1629  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1630  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1631  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1632  * conservative, even though it seems large.
1633  *
1634  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1635  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1636  */
1637 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1638
1639 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1640 {
1641         unsigned long size = 1;
1642
1643         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1644
1645         while (size < pages)
1646                 size <<= 1;
1647
1648         /*
1649          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1650          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1651          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1652          */
1653         size = min(size, 4096UL);
1654
1655         return max(size, 4UL);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1660  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1661  * hash function before the remainder is taken.
1662  */
1663 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1664 {
1665         return ffz(~size);
1666 }
1667
1668 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1669
1670 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1671                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1672 {
1673         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1674         int i;
1675
1676         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1677                 totalpages += zones_size[i];
1678         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1679
1680         realtotalpages = totalpages;
1681         if (zholes_size)
1682                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1683                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1684         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1685         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1686 }
1687
1688
1689 /*
1690  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1691  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1692  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1693  */
1694 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1695                 unsigned long start_pfn)
1696 {
1697         struct page *page;
1698         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1699         unsigned long pfn;
1700
1701         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1702                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1703                         continue;
1704                 page = pfn_to_page(pfn);
1705                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1706                 set_page_count(page, 1);
1707                 reset_page_mapcount(page);
1708                 SetPageReserved(page);
1709                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1710 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1711                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1712                 if (!is_highmem_idx(zone))
1713                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1714 #endif
1715         }
1716 }
1717
1718 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1719                                 unsigned long size)
1720 {
1721         int order;
1722         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1723                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1724                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1725         }
1726 }
1727
1728 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1729 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1730                 unsigned long size)
1731 {
1732         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1733         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1734
1735         if (FLAGS_HAS_NODE)
1736                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1737         else
1738                 for (; snum <= end; snum++)
1739                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1740 }
1741
1742 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1743 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1744         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1745 #endif
1746
1747 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1748 {
1749         int batch;
1750
1751         /*
1752          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1753          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1754          *
1755          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1756          */
1757         batch = zone->present_pages / 1024;
1758         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1759                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1760         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1761         if (batch < 1)
1762                 batch = 1;
1763
1764         /*
1765          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1766          * of 2 value was found to be more likely to have
1767          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1768          *
1769          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1770          * batches of pages, one task can end up with a lot
1771          * of pages of one half of the possible page colors
1772          * and the other with pages of the other colors.
1773          */
1774         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1775
1776         return batch;
1777 }
1778
1779 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1780 {
1781         struct per_cpu_pages *pcp;
1782
1783         memset(p, 0, sizeof(*p));
1784
1785         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1786         pcp->count = 0;
1787         pcp->high = 6 * batch;
1788         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1789         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1790
1791         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1792         pcp->count = 0;
1793         pcp->high = 2 * batch;
1794         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1795         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1796 }
1797
1798 #ifdef CONFIG_NUMA
1799 /*
1800  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1801  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1802  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1803  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1804  * with interrupts disabled.
1805  *
1806  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1807  *
1808  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1809  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1810  * hotplugged processors.
1811  *
1812  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1813  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1814  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1815  */
1816 static struct per_cpu_pageset
1817         boot_pageset[NR_CPUS];
1818
1819 /*
1820  * Dynamically allocate memory for the
1821  * per cpu pageset array in struct zone.
1822  */
1823 static int __devinit process_zones(int cpu)
1824 {
1825         struct zone *zone, *dzone;
1826
1827         for_each_zone(zone) {
1828
1829                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1830                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1831                 if (!zone->pageset[cpu])
1832                         goto bad;
1833
1834                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1835         }
1836
1837         return 0;
1838 bad:
1839         for_each_zone(dzone) {
1840                 if (dzone == zone)
1841                         break;
1842                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1843                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1844         }
1845         return -ENOMEM;
1846 }
1847
1848 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1849 {
1850 #ifdef CONFIG_NUMA
1851         struct zone *zone;
1852
1853         for_each_zone(zone) {
1854                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1855
1856                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1857                 kfree(pset);
1858         }
1859 #endif
1860 }
1861
1862 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1863                 unsigned long action,
1864                 void *hcpu)
1865 {
1866         int cpu = (long)hcpu;
1867         int ret = NOTIFY_OK;
1868
1869         switch (action) {
1870                 case CPU_UP_PREPARE:
1871                         if (process_zones(cpu))
1872                                 ret = NOTIFY_BAD;
1873                         break;
1874                 case CPU_UP_CANCELED:
1875                 case CPU_DEAD:
1876                         free_zone_pagesets(cpu);
1877                         break;
1878                 default:
1879                         break;
1880         }
1881         return ret;
1882 }
1883
1884 static struct notifier_block pageset_notifier =
1885         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1886
1887 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1888 {
1889         int err;
1890
1891         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1892          * A cpuup callback will do this for every cpu
1893          * as it comes online
1894          */
1895         err = process_zones(smp_processor_id());
1896         BUG_ON(err);
1897         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1898 }
1899
1900 #endif
1901
1902 static __devinit
1903 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1904 {
1905         int i;
1906         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1907
1908         /*
1909          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1910          * per zone.
1911          */
1912         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1913         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1914         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1915                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1916                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1917
1918         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1919                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1920 }
1921
1922 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1923 {
1924         int cpu;
1925         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1926
1927         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1928 #ifdef CONFIG_NUMA
1929                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1930                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1931                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1932 #else
1933                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1934 #endif
1935         }
1936         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1937                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1938 }
1939
1940 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1941                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1942 {
1943         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1944
1945         zone_wait_table_init(zone, size);
1946         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1947
1948         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1949         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1950
1951         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1952
1953         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1954 }
1955
1956 /*
1957  * Set up the zone data structures:
1958  *   - mark all pages reserved
1959  *   - mark all memory queues empty
1960  *   - clear the memory bitmaps
1961  */
1962 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1963                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1964 {
1965         unsigned long j;
1966         int nid = pgdat->node_id;
1967         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1968
1969         pgdat_resize_init(pgdat);
1970         pgdat->nr_zones = 0;
1971         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1972         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1973         
1974         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1975                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1976                 unsigned long size, realsize;
1977
1978                 realsize = size = zones_size[j];
1979                 if (zholes_size)
1980                         realsize -= zholes_size[j];
1981
1982                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
1983                         nr_kernel_pages += realsize;
1984                 nr_all_pages += realsize;
1985
1986                 zone->spanned_pages = size;
1987                 zone->present_pages = realsize;
1988                 zone->name = zone_names[j];
1989                 spin_lock_init(&zone->lock);
1990                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
1991                 zone_seqlock_init(zone);
1992                 zone->zone_pgdat = pgdat;
1993                 zone->free_pages = 0;
1994
1995                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
1996
1997                 zone_pcp_init(zone);
1998                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
1999                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2000                 zone->nr_scan_active = 0;
2001                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2002                 zone->nr_active = 0;
2003                 zone->nr_inactive = 0;
2004                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2005                 if (!size)
2006                         continue;
2007
2008                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2009                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2010                 zone_start_pfn += size;
2011         }
2012 }
2013
2014 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2015 {
2016         /* Skip empty nodes */
2017         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2018                 return;
2019
2020 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2021         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2022         if (!pgdat->node_mem_map) {
2023                 unsigned long size;
2024                 struct page *map;
2025
2026                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2027                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2028                 if (!map)
2029                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2030                 pgdat->node_mem_map = map;
2031         }
2032 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2033         /*
2034          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2035          */
2036         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2037                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2038 #endif
2039 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2040 }
2041
2042 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2043                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2044                 unsigned long *zholes_size)
2045 {
2046         pgdat->node_id = nid;
2047         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2048         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2049
2050         alloc_node_mem_map(pgdat);
2051
2052         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2053 }
2054
2055 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2056 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2057 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2058
2059 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2060 #endif
2061
2062 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2063 {
2064         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2065                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2066 }
2067
2068 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2069
2070 #include <linux/seq_file.h>
2071
2072 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2073 {
2074         pg_data_t *pgdat;
2075         loff_t node = *pos;
2076
2077         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2078                 --node;
2079
2080         return pgdat;
2081 }
2082
2083 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2084 {
2085         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2086
2087         (*pos)++;
2088         return pgdat->pgdat_next;
2089 }
2090
2091 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2092 {
2093 }
2094
2095 /* 
2096  * This walks the free areas for each zone.
2097  */
2098 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2099 {
2100         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2101         struct zone *zone;
2102         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2103         unsigned long flags;
2104         int order;
2105
2106         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2107                 if (!zone->present_pages)
2108                         continue;
2109
2110                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2111                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2112                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2113                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2114                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2115                 seq_putc(m, '\n');
2116         }
2117         return 0;
2118 }
2119
2120 struct seq_operations fragmentation_op = {
2121         .start  = frag_start,
2122         .next   = frag_next,
2123         .stop   = frag_stop,
2124         .show   = frag_show,
2125 };
2126
2127 /*
2128  * Output information about zones in @pgdat.
2129  */
2130 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2131 {
2132         pg_data_t *pgdat = arg;
2133         struct zone *zone;
2134         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2135         unsigned long flags;
2136
2137         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2138                 int i;
2139
2140                 if (!zone->present_pages)
2141                         continue;
2142
2143                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2144                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2145                 seq_printf(m,
2146                            "\n  pages free     %lu"
2147                            "\n        min      %lu"
2148                            "\n        low      %lu"
2149                            "\n        high     %lu"
2150                            "\n        active   %lu"
2151                            "\n        inactive %lu"
2152                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2153                            "\n        spanned  %lu"
2154                            "\n        present  %lu",
2155                            zone->free_pages,
2156                            zone->pages_min,
2157                            zone->pages_low,
2158                            zone->pages_high,
2159                            zone->nr_active,
2160                            zone->nr_inactive,
2161                            zone->pages_scanned,
2162                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2163                            zone->spanned_pages,
2164                            zone->present_pages);
2165                 seq_printf(m,
2166                            "\n        protection: (%lu",
2167                            zone->lowmem_reserve[0]);
2168                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2169                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2170                 seq_printf(m,
2171                            ")"
2172                            "\n  pagesets");
2173                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2174                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2175                         int j;
2176
2177                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2178                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2179                                 if (pageset->pcp[j].count)
2180                                         break;
2181                         }
2182                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2183                                 continue;
2184                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2185                                 seq_printf(m,
2186                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2187                                            "\n              count: %i"
2188                                            "\n              high:  %i"
2189                                            "\n              batch: %i",
2190                                            i, j,
2191                                            pageset->pcp[j].count,
2192                                            pageset->pcp[j].high,
2193                                            pageset->pcp[j].batch);
2194                         }
2195 #ifdef CONFIG_NUMA
2196                         seq_printf(m,
2197                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2198                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2199                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2200                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2201                                    "\n            local_node:     %lu"
2202                                    "\n            other_node:     %lu",
2203                                    pageset->numa_hit,
2204                                    pageset->numa_miss,
2205                                    pageset->numa_foreign,
2206                                    pageset->interleave_hit,
2207                                    pageset->local_node,
2208                                    pageset->other_node);
2209 #endif
2210                 }
2211                 seq_printf(m,
2212                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2213                            "\n  prev_priority:     %i"
2214                            "\n  temp_priority:     %i"
2215                            "\n  start_pfn:         %lu",
2216                            zone->all_unreclaimable,
2217                            zone->prev_priority,
2218                            zone->temp_priority,
2219                            zone->zone_start_pfn);
2220                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2221                 seq_putc(m, '\n');
2222         }
2223         return 0;
2224 }
2225
2226 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2227         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2228                                * fragmentation. */
2229         .next   = frag_next,
2230         .stop   = frag_stop,
2231         .show   = zoneinfo_show,
2232 };
2233
2234 static char *vmstat_text[] = {
2235         "nr_dirty",
2236         "nr_writeback",
2237         "nr_unstable",
2238         "nr_page_table_pages",
2239         "nr_mapped",
2240         "nr_slab",
2241
2242         "pgpgin",
2243         "pgpgout",
2244         "pswpin",
2245         "pswpout",
2246         "pgalloc_high",
2247
2248         "pgalloc_normal",
2249         "pgalloc_dma",
2250         "pgfree",
2251         "pgactivate",
2252         "pgdeactivate",
2253
2254         "pgfault",
2255         "pgmajfault",
2256         "pgrefill_high",
2257         "pgrefill_normal",
2258         "pgrefill_dma",
2259
2260         "pgsteal_high",
2261         "pgsteal_normal",
2262         "pgsteal_dma",
2263         "pgscan_kswapd_high",
2264         "pgscan_kswapd_normal",
2265
2266         "pgscan_kswapd_dma",
2267         "pgscan_direct_high",
2268         "pgscan_direct_normal",
2269         "pgscan_direct_dma",
2270         "pginodesteal",
2271
2272         "slabs_scanned",
2273         "kswapd_steal",
2274         "kswapd_inodesteal",
2275         "pageoutrun",
2276         "allocstall",
2277
2278         "pgrotated",
2279         "nr_bounce",
2280 };
2281
2282 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2283 {
2284         struct page_state *ps;
2285
2286         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2287                 return NULL;
2288
2289         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2290         m->private = ps;
2291         if (!ps)
2292                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2293         get_full_page_state(ps);
2294         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2295         ps->pgpgout /= 2;
2296         return (unsigned long *)ps + *pos;
2297 }
2298
2299 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2300 {
2301         (*pos)++;
2302         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2303                 return NULL;
2304         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2305 }
2306
2307 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2308 {
2309         unsigned long *l = arg;
2310         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2311
2312         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2313         return 0;
2314 }
2315
2316 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2317 {
2318         kfree(m->private);
2319         m->private = NULL;
2320 }
2321
2322 struct seq_operations vmstat_op = {
2323         .start  = vmstat_start,
2324         .next   = vmstat_next,
2325         .stop   = vmstat_stop,
2326         .show   = vmstat_show,
2327 };
2328
2329 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2330
2331 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2332 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2333                                  unsigned long action, void *hcpu)
2334 {
2335         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2336         long *count;
2337         unsigned long *src, *dest;
2338
2339         if (action == CPU_DEAD) {
2340                 int i;
2341
2342                 /* Drain local pagecache count. */
2343                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2344                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2345                 *count = 0;
2346                 local_irq_disable();
2347                 __drain_pages(cpu);
2348
2349                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2350                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2351                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2352
2353                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2354                                 i++) {
2355                         dest[i] += src[i];
2356                         src[i] = 0;
2357                 }
2358
2359                 local_irq_enable();
2360         }
2361         return NOTIFY_OK;
2362 }
2363 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2364
2365 void __init page_alloc_init(void)
2366 {
2367         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2368 }
2369
2370 /*
2371  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2372  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2373  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2374  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2375  */
2376 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2377 {
2378         struct pglist_data *pgdat;
2379         int j, idx;
2380
2381         for_each_pgdat(pgdat) {
2382                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2383                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2384                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2385
2386                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2387
2388                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2389                                 struct zone *lower_zone;
2390
2391                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2392                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2393
2394                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2395                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2396                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2397                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2398                         }
2399                 }
2400         }
2401 }
2402
2403 /*
2404  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2405  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2406  *      with respect to min_free_kbytes.
2407  */
2408 void setup_per_zone_pages_min(void)
2409 {
2410         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2411         unsigned long lowmem_pages = 0;
2412         struct zone *zone;
2413         unsigned long flags;
2414
2415         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2416         for_each_zone(zone) {
2417                 if (!is_highmem(zone))
2418                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2419         }
2420
2421         for_each_zone(zone) {
2422                 unsigned long tmp;
2423                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2424                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2425                 if (is_highmem(zone)) {
2426                         /*
2427                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2428                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2429                          * value here.
2430                          *
2431                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2432                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2433                          * not be capped for highmem.
2434                          */
2435                         int min_pages;
2436
2437                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2438                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2439                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2440                         if (min_pages > 128)
2441                                 min_pages = 128;
2442                         zone->pages_min = min_pages;
2443                 } else {
2444                         /*
2445                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2446                          * proportionate to the zone's size.
2447                          */
2448                         zone->pages_min = tmp;
2449                 }
2450
2451                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2452                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2453                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2454         }
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Initialise min_free_kbytes.
2459  *
2460  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2461  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2462  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2463  *
2464  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2465  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2466  *
2467  * which yields
2468  *
2469  * 16MB:        512k
2470  * 32MB:        724k
2471  * 64MB:        1024k
2472  * 128MB:       1448k
2473  * 256MB:       2048k
2474  * 512MB:       2896k
2475  * 1024MB:      4096k
2476  * 2048MB:      5792k
2477  * 4096MB:      8192k
2478  * 8192MB:      11584k
2479  * 16384MB:     16384k
2480  */
2481 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2482 {
2483         unsigned long lowmem_kbytes;
2484
2485         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2486
2487         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2488         if (min_free_kbytes < 128)
2489                 min_free_kbytes = 128;
2490         if (min_free_kbytes > 65536)
2491                 min_free_kbytes = 65536;
2492         setup_per_zone_pages_min();
2493         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2494         return 0;
2495 }
2496 module_init(init_per_zone_pages_min)
2497
2498 /*
2499  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2500  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2501  *      changes.
2502  */
2503 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2504         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2505 {
2506         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2507         setup_per_zone_pages_min();
2508         return 0;
2509 }
2510
2511 /*
2512  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2513  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2514  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2515  *
2516  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2517  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2518  * if in function of the boot time zone sizes.
2519  */
2520 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2521         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2522 {
2523         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2524         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2529
2530 #ifdef CONFIG_NUMA
2531 static int __init set_hashdist(char *str)
2532 {
2533         if (!str)
2534                 return 0;
2535         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2536         return 1;
2537 }
2538 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2539 #endif
2540
2541 /*
2542  * allocate a large system hash table from bootmem
2543  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2544  *   quantity of entries
2545  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2546  */
2547 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2548                                      unsigned long bucketsize,
2549                                      unsigned long numentries,
2550                                      int scale,
2551                                      int flags,
2552                                      unsigned int *_hash_shift,
2553                                      unsigned int *_hash_mask,
2554                                      unsigned long limit)
2555 {
2556         unsigned long long max = limit;
2557         unsigned long log2qty, size;
2558         void *table = NULL;
2559
2560         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2561         if (!numentries) {
2562                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2563                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2564                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2565                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2566                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2567
2568                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2569                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2570                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2571                 else
2572                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2573         }
2574         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2575         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2576
2577         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2578         if (max == 0) {
2579                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2580                 do_div(max, bucketsize);
2581         }
2582
2583         if (numentries > max)
2584                 numentries = max;
2585
2586         log2qty = long_log2(numentries);
2587
2588         do {
2589                 size = bucketsize << log2qty;
2590                 if (flags & HASH_EARLY)
2591                         table = alloc_bootmem(size);
2592                 else if (hashdist)
2593                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2594                 else {
2595                         unsigned long order;
2596                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2597                                 ;
2598                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2599                 }
2600         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2601
2602         if (!table)
2603                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2604
2605         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2606                tablename,
2607                (1U << log2qty),
2608                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2609                size);
2610
2611         if (_hash_shift)
2612                 *_hash_shift = log2qty;
2613         if (_hash_mask)
2614                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2615
2616         return table;
2617 }