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/nodemask.h>
  37 #include <linux/vmalloc.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40 #include "internal.h"
  41
  42 /*
  43  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
  44  * initializer cleaner
  45  */
  46 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
  47 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
  48 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
  49 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
  50 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
  51 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
  52 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
  53 long nr_swap_pages;
  54
  55 /*
  56  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
  57  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
  58  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
  59  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
  60  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
  61  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
  62  */
  63 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 32 };
  64
  65 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
  66 EXPORT_SYMBOL(nr_swap_pages);
  67
  68 /*
  69  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
  70  * id is encoded in the upper bits of page->flags
  71  */
  72 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
  73 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
  74
  75 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "Normal", "HighMem" };
  76 int min_free_kbytes = 1024;
  77
  78 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
  79 unsigned long __initdata nr_all_pages;
  80
  81 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
  82 {
  83         if (page_to_pfn(page) >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
  84                 return 1;
  85         if (page_to_pfn(page) < zone->zone_start_pfn)
  86                 return 1;
  87
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
  92 {
  93 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
  94         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
  95                 return 0;
  96 #endif
  97         if (zone != page_zone(page))
  98                 return 0;
  99
 100         return 1;
 101 }
 102 /*
 103  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
 104  */
 105 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
 106 {
 107         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
 108                 return 1;
 109         if (!page_is_consistent(zone, page))
 110                 return 1;
 111
 112         return 0;
 113 }
 114
 115 static void bad_page(const char *function, struct page *page)
 116 {
 117         printk(KERN_EMERG "Bad page state at %s (in process '%s', page %p)\n",
 118                 function, current->comm, page);
 119         printk(KERN_EMERG "flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
 120                 (int)(2*sizeof(page_flags_t)), (unsigned long)page->flags,
 121                 page->mapping, page_mapcount(page), page_count(page));
 122         printk(KERN_EMERG "Backtrace:\n");
 123         dump_stack();
 124         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n");
 125         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
 126                         1 << PG_private |
 127                         1 << PG_locked  |
 128                         1 << PG_active  |
 129                         1 << PG_dirty   |
 130                         1 << PG_reclaim |
 131                         1 << PG_slab    |
 132                         1 << PG_swapcache |
 133                         1 << PG_writeback |
 134                         1 << PG_reserved );
 135         set_page_count(page, 0);
 136         reset_page_mapcount(page);
 137         page->mapping = NULL;
 138         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
 139 }
 140
 141 #ifndef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 142 #define prep_compound_page(page, order) do { } while (0)
 143 #define destroy_compound_page(page, order) do { } while (0)
 144 #else
 145 /*
 146  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
 147  *
 148  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
 149  *
 150  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
 151  *
 152  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
 153  * the head page (even the head page has this).
 154  *
 155  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
 156  * compound page's put_page() function.
 157  *
 158  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
 159  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
 160  * may not be compound.
 161  */
 162 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
 163 {
 164         int i;
 165         int nr_pages = 1 << order;
 166
 167         page[1].mapping = NULL;
 168         page[1].index = order;
 169         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 170                 struct page *p = page + i;
 171
 172                 SetPageCompound(p);
 173                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
 174         }
 175 }
 176
 177 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
 178 {
 179         int i;
 180         int nr_pages = 1 << order;
 181
 182         if (!PageCompound(page))
 183                 return;
 184
 185         if (page[1].index != order)
 186                 bad_page(__FUNCTION__, page);
 187
 188         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 189                 struct page *p = page + i;
 190
 191                 if (!PageCompound(p))
 192                         bad_page(__FUNCTION__, page);
 193                 if (page_private(p) != (unsigned long)page)
 194                         bad_page(__FUNCTION__, page);
 195                 ClearPageCompound(p);
 196         }
 197 }
 198 #endif          /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 199
 200 /*
 201  * function for dealing with page's order in buddy system.
 202  * zone->lock is already acquired when we use these.
 203  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
 204  */
 205 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
 206         return page_private(page);
 207 }
 208
 209 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
 210         set_page_private(page, order);
 211         __SetPagePrivate(page);
 212 }
 213
 214 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
 215 {
 216         __ClearPagePrivate(page);
 217         set_page_private(page, 0);
 218 }
 219
 220 /*
 221  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
 222  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
 223  *
 224  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
 225  * the following equation:
 226  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
 227  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
 228  * 1 buddy is #10:
 229  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
 230  *
 231  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
 232  * satisfies the following equation:
 233  *     P = B & ~(1 << O)
 234  *
 235  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
 236  */
 237 static inline struct page *
 238 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
 239 {
 240         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
 241
 242         return page + (buddy_idx - page_idx);
 243 }
 244
 245 static inline unsigned long
 246 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
 247 {
 248         return (page_idx & ~(1 << order));
 249 }
 250
 251 /*
 252  * This function checks whether a page is free && is the buddy
 253  * we can do coalesce a page and its buddy if
 254  * (a) the buddy is free &&
 255  * (b) the buddy is on the buddy system &&
 256  * (c) a page and its buddy have the same order.
 257  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
 258  *
 259  */
 260 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
 261 {
 262        if (PagePrivate(page)           &&
 263            (page_order(page) == order) &&
 264             page_count(page) == 0)
 265                return 1;
 266        return 0;
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Freeing function for a buddy system allocator.
 271  *
 272  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
 273  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
 274  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
 275  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
 276  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
 277  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
 278  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
 279  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
 280  * parts of the VM system.
 281  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
 282  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
 283  * order is recorded in page_private(page) field.
 284  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
 285  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were
 286  * free, the remainder of the region must be split into blocks.
 287  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
 288  * triggers coalescing into a block of larger size.
 289  *
 290  * -- wli
 291  */
 292
 293 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
 294                 struct zone *zone, unsigned int order)
 295 {
 296         unsigned long page_idx;
 297         int order_size = 1 << order;
 298
 299         if (unlikely(order))
 300                 destroy_compound_page(page, order);
 301
 302         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
 303
 304         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
 305         BUG_ON(bad_range(zone, page));
 306
 307         zone->free_pages += order_size;
 308         while (order < MAX_ORDER-1) {
 309                 unsigned long combined_idx;
 310                 struct free_area *area;
 311                 struct page *buddy;
 312
 313                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
 314                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
 315
 316                 if (bad_range(zone, buddy))
 317                         break;
 318                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
 319                         break;          /* Move the buddy up one level. */
 320                 list_del(&buddy->lru);
 321                 area = zone->free_area + order;
 322                 area->nr_free--;
 323                 rmv_page_order(buddy);
 324                 page = page + (combined_idx - page_idx);
 325                 page_idx = combined_idx;
 326                 order++;
 327         }
 328         set_page_order(page, order);
 329         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
 330         zone->free_area[order].nr_free++;
 331 }
 332
 333 static inline void free_pages_check(const char *function, struct page *page)
 334 {
 335         if (    page_mapcount(page) ||
 336                 page->mapping != NULL ||
 337                 page_count(page) != 0 ||
 338                 (page->flags & (
 339                         1 << PG_lru     |
 340                         1 << PG_private |
 341                         1 << PG_locked  |
 342                         1 << PG_active  |
 343                         1 << PG_reclaim |
 344                         1 << PG_slab    |
 345                         1 << PG_swapcache |
 346                         1 << PG_writeback |
 347                         1 << PG_reserved )))
 348                 bad_page(function, page);
 349         if (PageDirty(page))
 350                 __ClearPageDirty(page);
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Frees a list of pages.
 355  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
 356  * count is the number of pages to free.
 357  *
 358  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
 359  * see if this freeing clears that state.
 360  *
 361  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
 362  * pinned" detection logic.
 363  */
 364 static int
 365 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
 366                 struct list_head *list, unsigned int order)
 367 {
 368         unsigned long flags;
 369         struct page *page = NULL;
 370         int ret = 0;
 371
 372         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
 373         zone->all_unreclaimable = 0;
 374         zone->pages_scanned = 0;
 375         while (!list_empty(list) && count--) {
 376                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
 377                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
 378                 list_del(&page->lru);
 379                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
 380                 ret++;
 381         }
 382         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
 383         return ret;
 384 }
 385
 386 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
 387 {
 388         LIST_HEAD(list);
 389         int i;
 390
 391         arch_free_page(page, order);
 392
 393         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
 394
 395 #ifndef CONFIG_MMU
 396         if (order > 0)
 397                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
 398                         __put_page(page + i);
 399 #endif
 400
 401         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
 402                 free_pages_check(__FUNCTION__, page + i);
 403         list_add(&page->lru, &list);
 404         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
 405         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
 406 }
 407
 408
 409 /*
 410  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
 411  * Please do not alter this order without good reasons and regression
 412  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
 413  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
 414  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
 415  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
 416  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
 417  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
 418  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
 419  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
 420  *
 421  * -- wli
 422  */
 423 static inline struct page *
 424 expand(struct zone *zone, struct page *page,
 425         int low, int high, struct free_area *area)
 426 {
 427         unsigned long size = 1 << high;
 428
 429         while (high > low) {
 430                 area--;
 431                 high--;
 432                 size >>= 1;
 433                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
 434                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
 435                 area->nr_free++;
 436                 set_page_order(&page[size], high);
 437         }
 438         return page;
 439 }
 440
 441 void set_page_refs(struct page *page, int order)
 442 {
 443 #ifdef CONFIG_MMU
 444         set_page_count(page, 1);
 445 #else
 446         int i;
 447
 448         /*
 449          * We need to reference all the pages for this order, otherwise if
 450          * anyone accesses one of the pages with (get/put) it will be freed.
 451          * - eg: access_process_vm()
 452          */
 453         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
 454                 set_page_count(page + i, 1);
 455 #endif /* CONFIG_MMU */
 456 }
 457
 458 /*
 459  * This page is about to be returned from the page allocator
 460  */
 461 static void prep_new_page(struct page *page, int order)
 462 {
 463         if (    page_mapcount(page) ||
 464                 page->mapping != NULL ||
 465                 page_count(page) != 0 ||
 466                 (page->flags & (
 467                         1 << PG_lru     |
 468                         1 << PG_private |
 469                         1 << PG_locked  |
 470                         1 << PG_active  |
 471                         1 << PG_dirty   |
 472                         1 << PG_reclaim |
 473                         1 << PG_slab    |
 474                         1 << PG_swapcache |
 475                         1 << PG_writeback |
 476                         1 << PG_reserved )))
 477                 bad_page(__FUNCTION__, page);
 478
 479         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
 480                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
 481                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
 482         set_page_private(page, 0);
 483         set_page_refs(page, order);
 484         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 485 }
 486
 487 /*
 488  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
 489  * Call me with the zone->lock already held.
 490  */
 491 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
 492 {
 493         struct free_area * area;
 494         unsigned int current_order;
 495         struct page *page;
 496
 497         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
 498                 area = zone->free_area + current_order;
 499                 if (list_empty(&area->free_list))
 500                         continue;
 501
 502                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
 503                 list_del(&page->lru);
 504                 rmv_page_order(page);
 505                 area->nr_free--;
 506                 zone->free_pages -= 1UL << order;
 507                 return expand(zone, page, order, current_order, area);
 508         }
 509
 510         return NULL;
 511 }
 512
 513 /*
 514  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
 515  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
 516  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
 517  */
 518 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order,
 519                         unsigned long count, struct list_head *list)
 520 {
 521         unsigned long flags;
 522         int i;
 523         int allocated = 0;
 524         struct page *page;
 525
 526         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
 527         for (i = 0; i < count; ++i) {
 528                 page = __rmqueue(zone, order);
 529                 if (page == NULL)
 530                         break;
 531                 allocated++;
 532                 list_add_tail(&page->lru, list);
 533         }
 534         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
 535         return allocated;
 536 }
 537
 538 #ifdef CONFIG_NUMA
 539 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
 540 void drain_remote_pages(void)
 541 {
 542         struct zone *zone;
 543         int i;
 544         unsigned long flags;
 545
 546         local_irq_save(flags);
 547         for_each_zone(zone) {
 548                 struct per_cpu_pageset *pset;
 549
 550                 /* Do not drain local pagesets */
 551                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
 552                         continue;
 553
 554                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
 555                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
 556                         struct per_cpu_pages *pcp;
 557
 558                         pcp = &pset->pcp[i];
 559                         if (pcp->count)
 560                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
 561                                                 &pcp->list, 0);
 562                 }
 563         }
 564         local_irq_restore(flags);
 565 }
 566 #endif
 567
 568 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
 569 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
 570 {
 571         struct zone *zone;
 572         int i;
 573
 574         for_each_zone(zone) {
 575                 struct per_cpu_pageset *pset;
 576
 577                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
 578                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
 579                         struct per_cpu_pages *pcp;
 580
 581                         pcp = &pset->pcp[i];
 582                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
 583                                                 &pcp->list, 0);
 584                 }
 585         }
 586 }
 587 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 588
 589 #ifdef CONFIG_PM
 590
 591 void mark_free_pages(struct zone *zone)
 592 {
 593         unsigned long zone_pfn, flags;
 594         int order;
 595         struct list_head *curr;
 596
 597         if (!zone->spanned_pages)
 598                 return;
 599
 600         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
 601         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
 602                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
 603
 604         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
 605                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
 606                         unsigned long start_pfn, i;
 607
 608                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
 609
 610                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
 611                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
 612         }
 613         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
 618  */
 619 void drain_local_pages(void)
 620 {
 621         unsigned long flags;
 622
 623         local_irq_save(flags);
 624         __drain_pages(smp_processor_id());
 625         local_irq_restore(flags);
 626 }
 627 #endif /* CONFIG_PM */
 628
 629 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
 630 {
 631 #ifdef CONFIG_NUMA
 632         unsigned long flags;
 633         int cpu;
 634         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
 635         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
 636         struct per_cpu_pageset *p;
 637
 638         local_irq_save(flags);
 639         cpu = smp_processor_id();
 640         p = zone_pcp(z,cpu);
 641         if (pg == orig) {
 642                 p->numa_hit++;
 643         } else {
 644                 p->numa_miss++;
 645                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
 646         }
 647         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
 648                 p->local_node++;
 649         else
 650                 p->other_node++;
 651         local_irq_restore(flags);
 652 #endif
 653 }
 654
 655 /*
 656  * Free a 0-order page
 657  */
 658 static void FASTCALL(free_hot_cold_page(struct page *page, int cold));
 659 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
 660 {
 661         struct zone *zone = page_zone(page);
 662         struct per_cpu_pages *pcp;
 663         unsigned long flags;
 664
 665         arch_free_page(page, 0);
 666
 667         kernel_map_pages(page, 1, 0);
 668         inc_page_state(pgfree);
 669         if (PageAnon(page))
 670                 page->mapping = NULL;
 671         free_pages_check(__FUNCTION__, page);
 672         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
 673         local_irq_save(flags);
 674         list_add(&page->lru, &pcp->list);
 675         pcp->count++;
 676         if (pcp->count >= pcp->high)
 677                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
 678         local_irq_restore(flags);
 679         put_cpu();
 680 }
 681
 682 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
 683 {
 684         free_hot_cold_page(page, 0);
 685 }
 686
 687 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
 688 {
 689         free_hot_cold_page(page, 1);
 690 }
 691
 692 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
 693 {
 694         int i;
 695
 696         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
 697         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
 698                 clear_highpage(page + i);
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
 703  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
 704  * or two.
 705  */
 706 static struct page *
 707 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
 708 {
 709         unsigned long flags;
 710         struct page *page = NULL;
 711         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
 712
 713         if (order == 0) {
 714                 struct per_cpu_pages *pcp;
 715
 716                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
 717                 local_irq_save(flags);
 718                 if (pcp->count <= pcp->low)
 719                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
 720                                                 pcp->batch, &pcp->list);
 721                 if (pcp->count) {
 722                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
 723                         list_del(&page->lru);
 724                         pcp->count--;
 725                 }
 726                 local_irq_restore(flags);
 727                 put_cpu();
 728         }
 729
 730         if (page == NULL) {
 731                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
 732                 page = __rmqueue(zone, order);
 733                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
 734         }
 735
 736         if (page != NULL) {
 737                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
 738                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
 739                 prep_new_page(page, order);
 740
 741                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
 742                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
 743
 744                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
 745                         prep_compound_page(page, order);
 746         }
 747         return page;
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
 752  * of the allocation.
 753  */
 754 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
 755                       int classzone_idx, int can_try_harder, gfp_t gfp_high)
 756 {
 757         /* free_pages my go negative - that's OK */
 758         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
 759         int o;
 760
 761         if (gfp_high)
 762                 min -= min / 2;
 763         if (can_try_harder)
 764                 min -= min / 4;
 765
 766         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
 767                 return 0;
 768         for (o = 0; o < order; o++) {
 769                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
 770                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
 771
 772                 /* Require fewer higher order pages to be free */
 773                 min >>= 1;
 774
 775                 if (free_pages <= min)
 776                         return 0;
 777         }
 778         return 1;
 779 }
 780
 781 static inline int
 782 should_reclaim_zone(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
 783 {
 784         if (!z->reclaim_pages)
 785                 return 0;
 786         if (gfp_mask & __GFP_NORECLAIM)
 787                 return 0;
 788         return 1;
 789 }
 790
 791 /*
 792  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
 793  */
 794 struct page * fastcall
 795 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
 796                 struct zonelist *zonelist)
 797 {
 798         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
 799         struct zone **zones, *z;
 800         struct page *page;
 801         struct reclaim_state reclaim_state;
 802         struct task_struct *p = current;
 803         int i;
 804         int classzone_idx;
 805         int do_retry;
 806         int can_try_harder;
 807         int did_some_progress;
 808
 809         might_sleep_if(wait);
 810
 811         /*
 812          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
 813          * cannot run direct reclaim, or is the caller has realtime scheduling
 814          * policy
 815          */
 816         can_try_harder = (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait;
 817
 818         zones = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
 819
 820         if (unlikely(zones[0] == NULL)) {
 821                 /* Should this ever happen?? */
 822                 return NULL;
 823         }
 824
 825         classzone_idx = zone_idx(zones[0]);
 826
 827 restart:
 828         /*
 829          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
 830          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
 831          */
 832         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
 833                 int do_reclaim = should_reclaim_zone(z, gfp_mask);
 834
 835                 if (!cpuset_zone_allowed(z, __GFP_HARDWALL))
 836                         continue;
 837
 838                 /*
 839                  * If the zone is to attempt early page reclaim then this loop
 840                  * will try to reclaim pages and check the watermark a second
 841                  * time before giving up and falling back to the next zone.
 842                  */
 843 zone_reclaim_retry:
 844                 if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_low,
 845                                        classzone_idx, 0, 0)) {
 846                         if (!do_reclaim)
 847                                 continue;
 848                         else {
 849                                 zone_reclaim(z, gfp_mask, order);
 850                                 /* Only try reclaim once */
 851                                 do_reclaim = 0;
 852                                 goto zone_reclaim_retry;
 853                         }
 854                 }
 855
 856                 page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
 857                 if (page)
 858                         goto got_pg;
 859         }
 860
 861         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++)
 862                 wakeup_kswapd(z, order);
 863
 864         /*
 865          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
 866          * coming from realtime tasks to go deeper into reserves
 867          *
 868          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
 869          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
 870          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
 871          */
 872         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
 873                 if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_min,
 874                                        classzone_idx, can_try_harder,
 875                                        gfp_mask & __GFP_HIGH))
 876                         continue;
 877
 878                 if (wait && !cpuset_zone_allowed(z, gfp_mask))
 879                         continue;
 880
 881                 page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
 882                 if (page)
 883                         goto got_pg;
 884         }
 885
 886         /* This allocation should allow future memory freeing. */
 887
 888         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
 889                         && !in_interrupt()) {
 890                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
 891                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
 892                         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
 893                                 if (!cpuset_zone_allowed(z, gfp_mask))
 894                                         continue;
 895                                 page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
 896                                 if (page)
 897                                         goto got_pg;
 898                         }
 899                 }
 900                 goto nopage;
 901         }
 902
 903         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
 904         if (!wait)
 905                 goto nopage;
 906
 907 rebalance:
 908         cond_resched();
 909
 910         /* We now go into synchronous reclaim */
 911         p->flags |= PF_MEMALLOC;
 912         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
 913         p->reclaim_state = &reclaim_state;
 914
 915         did_some_progress = try_to_free_pages(zones, gfp_mask);
 916
 917         p->reclaim_state = NULL;
 918         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
 919
 920         cond_resched();
 921
 922         if (likely(did_some_progress)) {
 923                 for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
 924                         if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_min,
 925                                                classzone_idx, can_try_harder,
 926                                                gfp_mask & __GFP_HIGH))
 927                                 continue;
 928
 929                         if (!cpuset_zone_allowed(z, gfp_mask))
 930                                 continue;
 931
 932                         page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
 933                         if (page)
 934                                 goto got_pg;
 935                 }
 936         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
 937                 /*
 938                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
 939                  * very high watermark here, this is only to catch
 940                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
 941                  * under heavy pressure.
 942                  */
 943                 for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
 944                         if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_high,
 945                                                classzone_idx, 0, 0))
 946                                 continue;
 947
 948                         if (!cpuset_zone_allowed(z, __GFP_HARDWALL))
 949                                 continue;
 950
 951                         page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
 952                         if (page)
 953                                 goto got_pg;
 954                 }
 955
 956                 out_of_memory(gfp_mask, order);
 957                 goto restart;
 958         }
 959
 960         /*
 961          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
 962          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
 963          *
 964          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
 965          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
 966          */
 967         do_retry = 0;
 968         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
 969                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
 970                         do_retry = 1;
 971                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
 972                         do_retry = 1;
 973         }
 974         if (do_retry) {
 975                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
 976                 goto rebalance;
 977         }
 978
 979 nopage:
 980         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
 981                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
 982                         " order:%d, mode:0x%x\n",
 983                         p->comm, order, gfp_mask);
 984                 dump_stack();
 985                 show_mem();
 986         }
 987         return NULL;
 988 got_pg:
 989         zone_statistics(zonelist, z);
 990         return page;
 991 }
 992
 993 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
 994
 995 /*
 996  * Common helper functions.
 997  */
 998 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
 999 {
1000         struct page * page;
1001         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1002         if (!page)
1003                 return 0;
1004         return (unsigned long) page_address(page);
1005 }
1006
1007 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1008
1009 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1010 {
1011         struct page * page;
1012
1013         /*
1014          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1015          * a highmem page
1016          */
1017         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1018
1019         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1020         if (page)
1021                 return (unsigned long) page_address(page);
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1026
1027 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1028 {
1029         int i = pagevec_count(pvec);
1030
1031         while (--i >= 0)
1032                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1033 }
1034
1035 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1036 {
1037         if (put_page_testzero(page)) {
1038                 if (order == 0)
1039                         free_hot_page(page);
1040                 else
1041                         __free_pages_ok(page, order);
1042         }
1043 }
1044
1045 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1046
1047 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1048 {
1049         if (addr != 0) {
1050                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1051                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1052         }
1053 }
1054
1055 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1056
1057 /*
1058  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1059  */
1060 unsigned int nr_free_pages(void)
1061 {
1062         unsigned int sum = 0;
1063         struct zone *zone;
1064
1065         for_each_zone(zone)
1066                 sum += zone->free_pages;
1067
1068         return sum;
1069 }
1070
1071 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1072
1073 #ifdef CONFIG_NUMA
1074 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1075 {
1076         unsigned int i, sum = 0;
1077
1078         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1079                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1080
1081         return sum;
1082 }
1083 #endif
1084
1085 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1086 {
1087         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1088         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1089         unsigned int sum = 0;
1090
1091         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1092         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1093         struct zone *zone;
1094
1095         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1096                 unsigned long size = zone->present_pages;
1097                 unsigned long high = zone->pages_high;
1098                 if (size > high)
1099                         sum += size - high;
1100         }
1101
1102         return sum;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1107  */
1108 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1109 {
1110         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1115  */
1116 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1117 {
1118         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1119 }
1120
1121 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1122 unsigned int nr_free_highpages (void)
1123 {
1124         pg_data_t *pgdat;
1125         unsigned int pages = 0;
1126
1127         for_each_pgdat(pgdat)
1128                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1129
1130         return pages;
1131 }
1132 #endif
1133
1134 #ifdef CONFIG_NUMA
1135 static void show_node(struct zone *zone)
1136 {
1137         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1138 }
1139 #else
1140 #define show_node(zone) do { } while (0)
1141 #endif
1142
1143 /*
1144  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1145  * The result is unavoidably approximate - it can change
1146  * during and after execution of this function.
1147  */
1148 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1149
1150 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1151 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1152 #ifdef CONFIG_SMP
1153 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1154 #endif
1155
1156 void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1157 {
1158         int cpu = 0;
1159
1160         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1161         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1162
1163         cpu = first_cpu(*cpumask);
1164         while (cpu < NR_CPUS) {
1165                 unsigned long *in, *out, off;
1166
1167                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1168
1169                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1170
1171                 if (cpu < NR_CPUS)
1172                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1173
1174                 out = (unsigned long *)ret;
1175                 for (off = 0; off < nr; off++)
1176                         *out++ += *in++;
1177         }
1178 }
1179
1180 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1181 {
1182         int nr;
1183         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1184
1185         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1186         nr /= sizeof(unsigned long);
1187
1188         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1189 }
1190
1191 void get_page_state(struct page_state *ret)
1192 {
1193         int nr;
1194         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
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_full_page_state(struct page_state *ret)
1203 {
1204         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1205
1206         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1207 }
1208
1209 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1210 {
1211         unsigned long ret = 0;
1212         int cpu;
1213
1214         for_each_online_cpu(cpu) {
1215                 unsigned long in;
1216
1217                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1218                 ret += *((unsigned long *)in);
1219         }
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1224 {
1225         unsigned long flags;
1226         void* ptr;
1227
1228         local_irq_save(flags);
1229         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1230         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1231         local_irq_restore(flags);
1232 }
1233
1234 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1235
1236 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1237                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1238 {
1239         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1240         int i;
1241
1242         *active = 0;
1243         *inactive = 0;
1244         *free = 0;
1245         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1246                 *active += zones[i].nr_active;
1247                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1248                 *free += zones[i].free_pages;
1249         }
1250 }
1251
1252 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1253                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1254 {
1255         struct pglist_data *pgdat;
1256
1257         *active = 0;
1258         *inactive = 0;
1259         *free = 0;
1260         for_each_pgdat(pgdat) {
1261                 unsigned long l, m, n;
1262                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1263                 *active += l;
1264                 *inactive += m;
1265                 *free += n;
1266         }
1267 }
1268
1269 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1270 {
1271         val->totalram = totalram_pages;
1272         val->sharedram = 0;
1273         val->freeram = nr_free_pages();
1274         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1275 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1276         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1277         val->freehigh = nr_free_highpages();
1278 #else
1279         val->totalhigh = 0;
1280         val->freehigh = 0;
1281 #endif
1282         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1283 }
1284
1285 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1286
1287 #ifdef CONFIG_NUMA
1288 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1289 {
1290         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1291
1292         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1293         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1294         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1295         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1296         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1297 }
1298 #endif
1299
1300 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1301
1302 /*
1303  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1304  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1305  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1306  */
1307 void show_free_areas(void)
1308 {
1309         struct page_state ps;
1310         int cpu, temperature;
1311         unsigned long active;
1312         unsigned long inactive;
1313         unsigned long free;
1314         struct zone *zone;
1315
1316         for_each_zone(zone) {
1317                 show_node(zone);
1318                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1319
1320                 if (!zone->present_pages) {
1321                         printk(" empty\n");
1322                         continue;
1323                 } else
1324                         printk("\n");
1325
1326                 for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; ++cpu) {
1327                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1328
1329                         if (!cpu_possible(cpu))
1330                                 continue;
1331
1332                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1333
1334                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1335                                 printk("cpu %d %s: low %d, high %d, batch %d used:%d\n",
1336                                         cpu,
1337                                         temperature ? "cold" : "hot",
1338                                         pageset->pcp[temperature].low,
1339                                         pageset->pcp[temperature].high,
1340                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1341                                         pageset->pcp[temperature].count);
1342                 }
1343         }
1344
1345         get_page_state(&ps);
1346         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1347
1348         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1349                 K(nr_free_pages()),
1350                 K(nr_free_highpages()));
1351
1352         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1353                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1354                 active,
1355                 inactive,
1356                 ps.nr_dirty,
1357                 ps.nr_writeback,
1358                 ps.nr_unstable,
1359                 nr_free_pages(),
1360                 ps.nr_slab,
1361                 ps.nr_mapped,
1362                 ps.nr_page_table_pages);
1363
1364         for_each_zone(zone) {
1365                 int i;
1366
1367                 show_node(zone);
1368                 printk("%s"
1369                         " free:%lukB"
1370                         " min:%lukB"
1371                         " low:%lukB"
1372                         " high:%lukB"
1373                         " active:%lukB"
1374                         " inactive:%lukB"
1375                         " present:%lukB"
1376                         " pages_scanned:%lu"
1377                         " all_unreclaimable? %s"
1378                         "\n",
1379                         zone->name,
1380                         K(zone->free_pages),
1381                         K(zone->pages_min),
1382                         K(zone->pages_low),
1383                         K(zone->pages_high),
1384                         K(zone->nr_active),
1385                         K(zone->nr_inactive),
1386                         K(zone->present_pages),
1387                         zone->pages_scanned,
1388                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1389                         );
1390                 printk("lowmem_reserve[]:");
1391                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1392                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1393                 printk("\n");
1394         }
1395
1396         for_each_zone(zone) {
1397                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1398
1399                 show_node(zone);
1400                 printk("%s: ", zone->name);
1401                 if (!zone->present_pages) {
1402                         printk("empty\n");
1403                         continue;
1404                 }
1405
1406                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1407                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1408                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1409                         total += nr << order;
1410                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1411                 }
1412                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1413                 printk("= %lukB\n", K(total));
1414         }
1415
1416         show_swap_cache_info();
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Builds allocation fallback zone lists.
1421  */
1422 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1423 {
1424         switch (k) {
1425                 struct zone *zone;
1426         default:
1427                 BUG();
1428         case ZONE_HIGHMEM:
1429                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1430                 if (zone->present_pages) {
1431 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1432                         BUG();
1433 #endif
1434                         zonelist->zones[j++] = zone;
1435                 }
1436         case ZONE_NORMAL:
1437                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1438                 if (zone->present_pages)
1439                         zonelist->zones[j++] = zone;
1440         case ZONE_DMA:
1441                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1442                 if (zone->present_pages)
1443                         zonelist->zones[j++] = zone;
1444         }
1445
1446         return j;
1447 }
1448
1449 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1450 {
1451         int res = ZONE_NORMAL;
1452         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1453                 res = ZONE_HIGHMEM;
1454         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1455                 res = ZONE_DMA;
1456         return res;
1457 }
1458
1459 #ifdef CONFIG_NUMA
1460 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1461 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1462 /**
1463  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1464  * @node: node whose fallback list we're appending
1465  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1466  *
1467  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1468  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1469  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1470  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1471  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1472  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1473  * on them otherwise.
1474  * It returns -1 if no node is found.
1475  */
1476 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1477 {
1478         int i, n, val;
1479         int min_val = INT_MAX;
1480         int best_node = -1;
1481
1482         for_each_online_node(i) {
1483                 cpumask_t tmp;
1484
1485                 /* Start from local node */
1486                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1487
1488                 /* Don't want a node to appear more than once */
1489                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1490                         continue;
1491
1492                 /* Use the local node if we haven't already */
1493                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1494                         best_node = node;
1495                         break;
1496                 }
1497
1498                 /* Use the distance array to find the distance */
1499                 val = node_distance(node, n);
1500
1501                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1502                 tmp = node_to_cpumask(n);
1503                 if (!cpus_empty(tmp))
1504                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1505
1506                 /* Slight preference for less loaded node */
1507                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1508                 val += node_load[n];
1509
1510                 if (val < min_val) {
1511                         min_val = val;
1512                         best_node = n;
1513                 }
1514         }
1515
1516         if (best_node >= 0)
1517                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1518
1519         return best_node;
1520 }
1521
1522 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1523 {
1524         int i, j, k, node, local_node;
1525         int prev_node, load;
1526         struct zonelist *zonelist;
1527         nodemask_t used_mask;
1528
1529         /* initialize zonelists */
1530         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1531                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1532                 zonelist->zones[0] = NULL;
1533         }
1534
1535         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1536         local_node = pgdat->node_id;
1537         load = num_online_nodes();
1538         prev_node = local_node;
1539         nodes_clear(used_mask);
1540         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1541                 /*
1542                  * We don't want to pressure a particular node.
1543                  * So adding penalty to the first node in same
1544                  * distance group to make it round-robin.
1545                  */
1546                 if (node_distance(local_node, node) !=
1547                                 node_distance(local_node, prev_node))
1548                         node_load[node] += load;
1549                 prev_node = node;
1550                 load--;
1551                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1552                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1553                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1554
1555                         k = highest_zone(i);
1556
1557                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1558                         zonelist->zones[j] = NULL;
1559                 }
1560         }
1561 }
1562
1563 #else   /* CONFIG_NUMA */
1564
1565 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1566 {
1567         int i, j, k, node, local_node;
1568
1569         local_node = pgdat->node_id;
1570         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1571                 struct zonelist *zonelist;
1572
1573                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1574
1575                 j = 0;
1576                 k = highest_zone(i);
1577                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1578                 /*
1579                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1580                  * of all the other nodes.
1581                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1582                  * building the zones for node N, we make sure that the
1583                  * zones coming right after the local ones are those from
1584                  * node N+1 (modulo N)
1585                  */
1586                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1587                         if (!node_online(node))
1588                                 continue;
1589                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1590                 }
1591                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1592                         if (!node_online(node))
1593                                 continue;
1594                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1595                 }
1596
1597                 zonelist->zones[j] = NULL;
1598         }
1599 }
1600
1601 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1602
1603 void __init build_all_zonelists(void)
1604 {
1605         int i;
1606
1607         for_each_online_node(i)
1608                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1609         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1610         cpuset_init_current_mems_allowed();
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1615  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1616  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1617  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1618  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1619  * conservative, even though it seems large.
1620  *
1621  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1622  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1623  */
1624 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1625
1626 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1627 {
1628         unsigned long size = 1;
1629
1630         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1631
1632         while (size < pages)
1633                 size <<= 1;
1634
1635         /*
1636          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1637          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1638          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1639          */
1640         size = min(size, 4096UL);
1641
1642         return max(size, 4UL);
1643 }
1644
1645 /*
1646  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1647  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1648  * hash function before the remainder is taken.
1649  */
1650 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1651 {
1652         return ffz(~size);
1653 }
1654
1655 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1656
1657 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1658                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1659 {
1660         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1661         int i;
1662
1663         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1664                 totalpages += zones_size[i];
1665         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1666
1667         realtotalpages = totalpages;
1668         if (zholes_size)
1669                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1670                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1671         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1672         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1673 }
1674
1675
1676 /*
1677  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1678  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1679  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1680  */
1681 void __init memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1682                 unsigned long start_pfn)
1683 {
1684         struct page *page;
1685         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1686         unsigned long pfn;
1687
1688         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1689                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1690                         continue;
1691                 if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1692                         continue;
1693                 page = pfn_to_page(pfn);
1694                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1695                 set_page_count(page, 1);
1696                 reset_page_mapcount(page);
1697                 SetPageReserved(page);
1698                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1699 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1700                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1701                 if (!is_highmem_idx(zone))
1702                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1703 #endif
1704         }
1705 }
1706
1707 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1708                                 unsigned long size)
1709 {
1710         int order;
1711         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1712                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1713                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1714         }
1715 }
1716
1717 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1718 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1719                 unsigned long size)
1720 {
1721         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1722         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1723
1724         if (FLAGS_HAS_NODE)
1725                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1726         else
1727                 for (; snum <= end; snum++)
1728                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1729 }
1730
1731 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1732 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1733         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1734 #endif
1735
1736 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1737 {
1738         int batch;
1739
1740         /*
1741          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1742          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1743          *
1744          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1745          */
1746         batch = zone->present_pages / 1024;
1747         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1748                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1749         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1750         if (batch < 1)
1751                 batch = 1;
1752
1753         /*
1754          * We will be trying to allcoate bigger chunks of contiguous
1755          * memory of the order of fls(batch).  This should result in
1756          * better cache coloring.
1757          *
1758          * A sanity check also to ensure that batch is still in limits.
1759          */
1760         batch = (1 << fls(batch + batch/2));
1761
1762         if (fls(batch) >= (PAGE_SHIFT + MAX_ORDER - 2))
1763                 batch = PAGE_SHIFT + ((MAX_ORDER - 1 - PAGE_SHIFT)/2);
1764
1765         return batch;
1766 }
1767
1768 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1769 {
1770         struct per_cpu_pages *pcp;
1771
1772         memset(p, 0, sizeof(*p));
1773
1774         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1775         pcp->count = 0;
1776         pcp->low = 0;
1777         pcp->high = 6 * batch;
1778         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1779         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1780
1781         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1782         pcp->count = 0;
1783         pcp->low = 0;
1784         pcp->high = 2 * batch;
1785         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1786         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1787 }
1788
1789 #ifdef CONFIG_NUMA
1790 /*
1791  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1792  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1793  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1794  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1795  * with interrupts disabled.
1796  *
1797  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1798  *
1799  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1800  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1801  * hotplugged processors.
1802  *
1803  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1804  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1805  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1806  */
1807 static struct per_cpu_pageset
1808         boot_pageset[NR_CPUS];
1809
1810 /*
1811  * Dynamically allocate memory for the
1812  * per cpu pageset array in struct zone.
1813  */
1814 static int __devinit process_zones(int cpu)
1815 {
1816         struct zone *zone, *dzone;
1817
1818         for_each_zone(zone) {
1819
1820                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1821                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1822                 if (!zone->pageset[cpu])
1823                         goto bad;
1824
1825                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1826         }
1827
1828         return 0;
1829 bad:
1830         for_each_zone(dzone) {
1831                 if (dzone == zone)
1832                         break;
1833                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1834                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1835         }
1836         return -ENOMEM;
1837 }
1838
1839 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1840 {
1841 #ifdef CONFIG_NUMA
1842         struct zone *zone;
1843
1844         for_each_zone(zone) {
1845                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1846
1847                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1848                 kfree(pset);
1849         }
1850 #endif
1851 }
1852
1853 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1854                 unsigned long action,
1855                 void *hcpu)
1856 {
1857         int cpu = (long)hcpu;
1858         int ret = NOTIFY_OK;
1859
1860         switch (action) {
1861                 case CPU_UP_PREPARE:
1862                         if (process_zones(cpu))
1863                                 ret = NOTIFY_BAD;
1864                         break;
1865 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1866                 case CPU_DEAD:
1867                         free_zone_pagesets(cpu);
1868                         break;
1869 #endif
1870                 default:
1871                         break;
1872         }
1873         return ret;
1874 }
1875
1876 static struct notifier_block pageset_notifier =
1877         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1878
1879 void __init setup_per_cpu_pageset()
1880 {
1881         int err;
1882
1883         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1884          * A cpuup callback will do this for every cpu
1885          * as it comes online
1886          */
1887         err = process_zones(smp_processor_id());
1888         BUG_ON(err);
1889         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1890 }
1891
1892 #endif
1893
1894 static __devinit
1895 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1896 {
1897         int i;
1898         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1899
1900         /*
1901          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1902          * per zone.
1903          */
1904         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1905         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1906         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1907                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1908                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1909
1910         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1911                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1912 }
1913
1914 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1915 {
1916         int cpu;
1917         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1918
1919         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1920 #ifdef CONFIG_NUMA
1921                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1922                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1923                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1924 #else
1925                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1926 #endif
1927         }
1928         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1929                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1930 }
1931
1932 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1933                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1934 {
1935         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1936
1937         zone_wait_table_init(zone, size);
1938         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1939
1940         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1941         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1942
1943         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1944
1945         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Set up the zone data structures:
1950  *   - mark all pages reserved
1951  *   - mark all memory queues empty
1952  *   - clear the memory bitmaps
1953  */
1954 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1955                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1956 {
1957         unsigned long j;
1958         int nid = pgdat->node_id;
1959         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1960
1961         pgdat->nr_zones = 0;
1962         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1963         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1964
1965         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1966                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1967                 unsigned long size, realsize;
1968
1969                 realsize = size = zones_size[j];
1970                 if (zholes_size)
1971                         realsize -= zholes_size[j];
1972
1973                 if (j == ZONE_DMA || j == ZONE_NORMAL)
1974                         nr_kernel_pages += realsize;
1975                 nr_all_pages += realsize;
1976
1977                 zone->spanned_pages = size;
1978                 zone->present_pages = realsize;
1979                 zone->name = zone_names[j];
1980                 spin_lock_init(&zone->lock);
1981                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
1982                 zone->zone_pgdat = pgdat;
1983                 zone->free_pages = 0;
1984
1985                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
1986
1987                 zone_pcp_init(zone);
1988                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
1989                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
1990                 zone->nr_scan_active = 0;
1991                 zone->nr_scan_inactive = 0;
1992                 zone->nr_active = 0;
1993                 zone->nr_inactive = 0;
1994                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
1995                 if (!size)
1996                         continue;
1997
1998                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
1999                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2000                 zone_start_pfn += size;
2001         }
2002 }
2003
2004 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2005 {
2006         /* Skip empty nodes */
2007         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2008                 return;
2009
2010 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2011         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2012         if (!pgdat->node_mem_map) {
2013                 unsigned long size;
2014                 struct page *map;
2015
2016                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2017                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2018                 if (!map)
2019                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2020                 pgdat->node_mem_map = map;
2021         }
2022 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2023         /*
2024          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2025          */
2026         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2027                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2028 #endif
2029 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2030 }
2031
2032 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2033                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2034                 unsigned long *zholes_size)
2035 {
2036         pgdat->node_id = nid;
2037         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2038         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2039
2040         alloc_node_mem_map(pgdat);
2041
2042         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2043 }
2044
2045 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2046 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2047 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2048
2049 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2050 #endif
2051
2052 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2053 {
2054         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2055                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2056 }
2057
2058 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2059
2060 #include <linux/seq_file.h>
2061
2062 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2063 {
2064         pg_data_t *pgdat;
2065         loff_t node = *pos;
2066
2067         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2068                 --node;
2069
2070         return pgdat;
2071 }
2072
2073 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2074 {
2075         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2076
2077         (*pos)++;
2078         return pgdat->pgdat_next;
2079 }
2080
2081 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2082 {
2083 }
2084
2085 /*
2086  * This walks the free areas for each zone.
2087  */
2088 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2089 {
2090         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2091         struct zone *zone;
2092         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2093         unsigned long flags;
2094         int order;
2095
2096         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2097                 if (!zone->present_pages)
2098                         continue;
2099
2100                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2101                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2102                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2103                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2104                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2105                 seq_putc(m, '\n');
2106         }
2107         return 0;
2108 }
2109
2110 struct seq_operations fragmentation_op = {
2111         .start  = frag_start,
2112         .next   = frag_next,
2113         .stop   = frag_stop,
2114         .show   = frag_show,
2115 };
2116
2117 /*
2118  * Output information about zones in @pgdat.
2119  */
2120 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2121 {
2122         pg_data_t *pgdat = arg;
2123         struct zone *zone;
2124         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2125         unsigned long flags;
2126
2127         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2128                 int i;
2129
2130                 if (!zone->present_pages)
2131                         continue;
2132
2133                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2134                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2135                 seq_printf(m,
2136                            "\n  pages free     %lu"
2137                            "\n        min      %lu"
2138                            "\n        low      %lu"
2139                            "\n        high     %lu"
2140                            "\n        active   %lu"
2141                            "\n        inactive %lu"
2142                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2143                            "\n        spanned  %lu"
2144                            "\n        present  %lu",
2145                            zone->free_pages,
2146                            zone->pages_min,
2147                            zone->pages_low,
2148                            zone->pages_high,
2149                            zone->nr_active,
2150                            zone->nr_inactive,
2151                            zone->pages_scanned,
2152                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2153                            zone->spanned_pages,
2154                            zone->present_pages);
2155                 seq_printf(m,
2156                            "\n        protection: (%lu",
2157                            zone->lowmem_reserve[0]);
2158                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2159                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2160                 seq_printf(m,
2161                            ")"
2162                            "\n  pagesets");
2163                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2164                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2165                         int j;
2166
2167                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2168                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2169                                 if (pageset->pcp[j].count)
2170                                         break;
2171                         }
2172                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2173                                 continue;
2174                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2175                                 seq_printf(m,
2176                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2177                                            "\n              count: %i"
2178                                            "\n              low:   %i"
2179                                            "\n              high:  %i"
2180                                            "\n              batch: %i",
2181                                            i, j,
2182                                            pageset->pcp[j].count,
2183                                            pageset->pcp[j].low,
2184                                            pageset->pcp[j].high,
2185                                            pageset->pcp[j].batch);
2186                         }
2187 #ifdef CONFIG_NUMA
2188                         seq_printf(m,
2189                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2190                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2191                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2192                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2193                                    "\n            local_node:     %lu"
2194                                    "\n            other_node:     %lu",
2195                                    pageset->numa_hit,
2196                                    pageset->numa_miss,
2197                                    pageset->numa_foreign,
2198                                    pageset->interleave_hit,
2199                                    pageset->local_node,
2200                                    pageset->other_node);
2201 #endif
2202                 }
2203                 seq_printf(m,
2204                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2205                            "\n  prev_priority:     %i"
2206                            "\n  temp_priority:     %i"
2207                            "\n  start_pfn:         %lu",
2208                            zone->all_unreclaimable,
2209                            zone->prev_priority,
2210                            zone->temp_priority,
2211                            zone->zone_start_pfn);
2212                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2213                 seq_putc(m, '\n');
2214         }
2215         return 0;
2216 }
2217
2218 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2219         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2220                                * fragmentation. */
2221         .next   = frag_next,
2222         .stop   = frag_stop,
2223         .show   = zoneinfo_show,
2224 };
2225
2226 static char *vmstat_text[] = {
2227         "nr_dirty",
2228         "nr_writeback",
2229         "nr_unstable",
2230         "nr_page_table_pages",
2231         "nr_mapped",
2232         "nr_slab",
2233
2234         "pgpgin",
2235         "pgpgout",
2236         "pswpin",
2237         "pswpout",
2238         "pgalloc_high",
2239
2240         "pgalloc_normal",
2241         "pgalloc_dma",
2242         "pgfree",
2243         "pgactivate",
2244         "pgdeactivate",
2245
2246         "pgfault",
2247         "pgmajfault",
2248         "pgrefill_high",
2249         "pgrefill_normal",
2250         "pgrefill_dma",
2251
2252         "pgsteal_high",
2253         "pgsteal_normal",
2254         "pgsteal_dma",
2255         "pgscan_kswapd_high",
2256         "pgscan_kswapd_normal",
2257
2258         "pgscan_kswapd_dma",
2259         "pgscan_direct_high",
2260         "pgscan_direct_normal",
2261         "pgscan_direct_dma",
2262         "pginodesteal",
2263
2264         "slabs_scanned",
2265         "kswapd_steal",
2266         "kswapd_inodesteal",
2267         "pageoutrun",
2268         "allocstall",
2269
2270         "pgrotated",
2271         "nr_bounce",
2272 };
2273
2274 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2275 {
2276         struct page_state *ps;
2277
2278         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2279                 return NULL;
2280
2281         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2282         m->private = ps;
2283         if (!ps)
2284                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2285         get_full_page_state(ps);
2286         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2287         ps->pgpgout /= 2;
2288         return (unsigned long *)ps + *pos;
2289 }
2290
2291 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2292 {
2293         (*pos)++;
2294         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2295                 return NULL;
2296         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2297 }
2298
2299 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2300 {
2301         unsigned long *l = arg;
2302         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2303
2304         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2305         return 0;
2306 }
2307
2308 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2309 {
2310         kfree(m->private);
2311         m->private = NULL;
2312 }
2313
2314 struct seq_operations vmstat_op = {
2315         .start  = vmstat_start,
2316         .next   = vmstat_next,
2317         .stop   = vmstat_stop,
2318         .show   = vmstat_show,
2319 };
2320
2321 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2322
2323 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2324 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2325                                  unsigned long action, void *hcpu)
2326 {
2327         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2328         long *count;
2329         unsigned long *src, *dest;
2330
2331         if (action == CPU_DEAD) {
2332                 int i;
2333
2334                 /* Drain local pagecache count. */
2335                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2336                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2337                 *count = 0;
2338                 local_irq_disable();
2339                 __drain_pages(cpu);
2340
2341                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2342                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2343                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2344
2345                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2346                                 i++) {
2347                         dest[i] += src[i];
2348                         src[i] = 0;
2349                 }
2350
2351                 local_irq_enable();
2352         }
2353         return NOTIFY_OK;
2354 }
2355 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2356
2357 void __init page_alloc_init(void)
2358 {
2359         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2364  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2365  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2366  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2367  */
2368 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2369 {
2370         struct pglist_data *pgdat;
2371         int j, idx;
2372
2373         for_each_pgdat(pgdat) {
2374                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2375                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2376                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2377
2378                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2379
2380                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2381                                 struct zone *lower_zone;
2382
2383                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2384                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2385
2386                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2387                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2388                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2389                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2390                         }
2391                 }
2392         }
2393 }
2394
2395 /*
2396  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures
2397  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
2398  *      with respect to min_free_kbytes.
2399  */
2400 static void setup_per_zone_pages_min(void)
2401 {
2402         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2403         unsigned long lowmem_pages = 0;
2404         struct zone *zone;
2405         unsigned long flags;
2406
2407         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2408         for_each_zone(zone) {
2409                 if (!is_highmem(zone))
2410                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2411         }
2412
2413         for_each_zone(zone) {
2414                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2415                 if (is_highmem(zone)) {
2416                         /*
2417                          * Often, highmem doesn't need to reserve any pages.
2418                          * But the pages_min/low/high values are also used for
2419                          * batching up page reclaim activity so we need a
2420                          * decent value here.
2421                          */
2422                         int min_pages;
2423
2424                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2425                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2426                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2427                         if (min_pages > 128)
2428                                 min_pages = 128;
2429                         zone->pages_min = min_pages;
2430                 } else {
2431                         /* if it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2432                          * proportionate to the zone's size.
2433                          */
2434                         zone->pages_min = (pages_min * zone->present_pages) /
2435                                            lowmem_pages;
2436                 }
2437
2438                 /*
2439                  * When interpreting these watermarks, just keep in mind that:
2440                  * zone->pages_min == (zone->pages_min * 4) / 4;
2441                  */
2442                 zone->pages_low   = (zone->pages_min * 5) / 4;
2443                 zone->pages_high  = (zone->pages_min * 6) / 4;
2444                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2445         }
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Initialise min_free_kbytes.
2450  *
2451  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2452  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2453  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2454  *
2455  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2456  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2457  *
2458  * which yields
2459  *
2460  * 16MB:        512k
2461  * 32MB:        724k
2462  * 64MB:        1024k
2463  * 128MB:       1448k
2464  * 256MB:       2048k
2465  * 512MB:       2896k
2466  * 1024MB:      4096k
2467  * 2048MB:      5792k
2468  * 4096MB:      8192k
2469  * 8192MB:      11584k
2470  * 16384MB:     16384k
2471  */
2472 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2473 {
2474         unsigned long lowmem_kbytes;
2475
2476         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2477
2478         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2479         if (min_free_kbytes < 128)
2480                 min_free_kbytes = 128;
2481         if (min_free_kbytes > 65536)
2482                 min_free_kbytes = 65536;
2483         setup_per_zone_pages_min();
2484         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2485         return 0;
2486 }
2487 module_init(init_per_zone_pages_min)
2488
2489 /*
2490  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so
2491  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2492  *      changes.
2493  */
2494 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2495         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2496 {
2497         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2498         setup_per_zone_pages_min();
2499         return 0;
2500 }
2501
2502 /*
2503  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2504  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2505  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2506  *
2507  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2508  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2509  * if in function of the boot time zone sizes.
2510  */
2511 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2512         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2513 {
2514         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2515         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2520
2521 #ifdef CONFIG_NUMA
2522 static int __init set_hashdist(char *str)
2523 {
2524         if (!str)
2525                 return 0;
2526         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2527         return 1;
2528 }
2529 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2530 #endif
2531
2532 /*
2533  * allocate a large system hash table from bootmem
2534  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2535  *   quantity of entries
2536  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2537  */
2538 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2539                                      unsigned long bucketsize,
2540                                      unsigned long numentries,
2541                                      int scale,
2542                                      int flags,
2543                                      unsigned int *_hash_shift,
2544                                      unsigned int *_hash_mask,
2545                                      unsigned long limit)
2546 {
2547         unsigned long long max = limit;
2548         unsigned long log2qty, size;
2549         void *table = NULL;
2550
2551         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2552         if (!numentries) {
2553                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2554                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2555                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2556                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2557                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2558
2559                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2560                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2561                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2562                 else
2563                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2564         }
2565         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2566         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2567
2568         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2569         if (max == 0) {
2570                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2571                 do_div(max, bucketsize);
2572         }
2573
2574         if (numentries > max)
2575                 numentries = max;
2576
2577         log2qty = long_log2(numentries);
2578
2579         do {
2580                 size = bucketsize << log2qty;
2581                 if (flags & HASH_EARLY)
2582                         table = alloc_bootmem(size);
2583                 else if (hashdist)
2584                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2585                 else {
2586                         unsigned long order;
2587                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2588                                 ;
2589                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2590                 }
2591         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2592
2593         if (!table)
2594                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2595
2596         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2597                tablename,
2598                (1U << log2qty),
2599                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2600                size);
2601
2602         if (_hash_shift)
2603                 *_hash_shift = log2qty;
2604         if (_hash_mask)
2605                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2606
2607         return table;
2608 }