Signed-off-by: Jody McIntyre <scjody@modernduck.com>
[pandora-kernel.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
46  * initializer cleaner
47  */
48 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
49 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
50 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
51 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
52 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
55 long nr_swap_pages;
56 int percpu_pagelist_fraction;
57
58 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
59
60 /*
61  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
62  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
63  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
64  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
65  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
66  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
67  *
68  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
69  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
70  */
71 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
72
73 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
74
75 /*
76  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
77  * id is encoded in the upper bits of page->flags
78  */
79 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
80 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
81
82 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
83 int min_free_kbytes = 1024;
84
85 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
86 unsigned long __initdata nr_all_pages;
87
88 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
89 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
90 {
91         int ret = 0;
92         unsigned seq;
93         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
94
95         do {
96                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
97                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
98                         ret = 1;
99                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
100                         ret = 1;
101         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
102
103         return ret;
104 }
105
106 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
107 {
108 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
109         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
110                 return 0;
111 #endif
112         if (zone != page_zone(page))
113                 return 0;
114
115         return 1;
116 }
117 /*
118  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
119  */
120 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
121 {
122         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
123                 return 1;
124         if (!page_is_consistent(zone, page))
125                 return 1;
126
127         return 0;
128 }
129
130 #else
131 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
132 {
133         return 0;
134 }
135 #endif
136
137 static void bad_page(struct page *page)
138 {
139         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
140                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
141                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
142                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
143                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
144                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
145                 page_mapcount(page), page_count(page));
146         dump_stack();
147         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
148                         1 << PG_private |
149                         1 << PG_locked  |
150                         1 << PG_active  |
151                         1 << PG_dirty   |
152                         1 << PG_reclaim |
153                         1 << PG_slab    |
154                         1 << PG_swapcache |
155                         1 << PG_writeback );
156         set_page_count(page, 0);
157         reset_page_mapcount(page);
158         page->mapping = NULL;
159         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
160 }
161
162 /*
163  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
164  *
165  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
166  *
167  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
168  *
169  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
170  * the head page (even the head page has this).
171  *
172  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
173  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
174  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
175  */
176
177 static void free_compound_page(struct page *page)
178 {
179         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
180 }
181
182 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
183 {
184         int i;
185         int nr_pages = 1 << order;
186
187         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
188         page[1].lru.prev = (void *)order;
189         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
190                 struct page *p = page + i;
191
192                 __SetPageCompound(p);
193                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
194         }
195 }
196
197 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
198 {
199         int i;
200         int nr_pages = 1 << order;
201
202         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
203                 bad_page(page);
204
205         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
206                 struct page *p = page + i;
207
208                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
209                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
210                         bad_page(page);
211                 __ClearPageCompound(p);
212         }
213 }
214
215 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
216 {
217         int i;
218
219         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
220         /*
221          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
222          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
223          */
224         BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
225         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
226                 clear_highpage(page + i);
227 }
228
229 /*
230  * function for dealing with page's order in buddy system.
231  * zone->lock is already acquired when we use these.
232  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
233  */
234 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
235         return page_private(page);
236 }
237
238 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
239         set_page_private(page, order);
240         __SetPagePrivate(page);
241 }
242
243 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
244 {
245         __ClearPagePrivate(page);
246         set_page_private(page, 0);
247 }
248
249 /*
250  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
251  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
252  *
253  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
254  * the following equation:
255  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
256  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
257  * 1 buddy is #10:
258  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
259  *
260  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
261  * satisfies the following equation:
262  *     P = B & ~(1 << O)
263  *
264  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
265  */
266 static inline struct page *
267 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
268 {
269         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
270
271         return page + (buddy_idx - page_idx);
272 }
273
274 static inline unsigned long
275 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
276 {
277         return (page_idx & ~(1 << order));
278 }
279
280 /*
281  * This function checks whether a page is free && is the buddy
282  * we can do coalesce a page and its buddy if
283  * (a) the buddy is not in a hole &&
284  * (b) the buddy is free &&
285  * (c) the buddy is on the buddy system &&
286  * (d) a page and its buddy have the same order.
287  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
288  *
289  */
290 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
291 {
292 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
293         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
294                 return 0;
295 #endif
296
297        if (PagePrivate(page)           &&
298            (page_order(page) == order) &&
299             page_count(page) == 0)
300                return 1;
301        return 0;
302 }
303
304 /*
305  * Freeing function for a buddy system allocator.
306  *
307  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
308  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
309  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
310  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
311  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
312  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
313  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
314  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
315  * parts of the VM system.
316  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
317  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
318  * order is recorded in page_private(page) field.
319  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
320  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
321  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
322  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
323  * triggers coalescing into a block of larger size.            
324  *
325  * -- wli
326  */
327
328 static inline void __free_one_page(struct page *page,
329                 struct zone *zone, unsigned int order)
330 {
331         unsigned long page_idx;
332         int order_size = 1 << order;
333
334         if (unlikely(PageCompound(page)))
335                 destroy_compound_page(page, order);
336
337         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
338
339         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
340         BUG_ON(bad_range(zone, page));
341
342         zone->free_pages += order_size;
343         while (order < MAX_ORDER-1) {
344                 unsigned long combined_idx;
345                 struct free_area *area;
346                 struct page *buddy;
347
348                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
349                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
350                         break;          /* Move the buddy up one level. */
351
352                 list_del(&buddy->lru);
353                 area = zone->free_area + order;
354                 area->nr_free--;
355                 rmv_page_order(buddy);
356                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
357                 page = page + (combined_idx - page_idx);
358                 page_idx = combined_idx;
359                 order++;
360         }
361         set_page_order(page, order);
362         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
363         zone->free_area[order].nr_free++;
364 }
365
366 static inline int free_pages_check(struct page *page)
367 {
368         if (unlikely(page_mapcount(page) |
369                 (page->mapping != NULL)  |
370                 (page_count(page) != 0)  |
371                 (page->flags & (
372                         1 << PG_lru     |
373                         1 << PG_private |
374                         1 << PG_locked  |
375                         1 << PG_active  |
376                         1 << PG_reclaim |
377                         1 << PG_slab    |
378                         1 << PG_swapcache |
379                         1 << PG_writeback |
380                         1 << PG_reserved ))))
381                 bad_page(page);
382         if (PageDirty(page))
383                 __ClearPageDirty(page);
384         /*
385          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
386          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
387          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
388          */
389         return PageReserved(page);
390 }
391
392 /*
393  * Frees a list of pages. 
394  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
395  * count is the number of pages to free.
396  *
397  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
398  * see if this freeing clears that state.
399  *
400  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
401  * pinned" detection logic.
402  */
403 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
404                                         struct list_head *list, int order)
405 {
406         spin_lock(&zone->lock);
407         zone->all_unreclaimable = 0;
408         zone->pages_scanned = 0;
409         while (count--) {
410                 struct page *page;
411
412                 BUG_ON(list_empty(list));
413                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
414                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
415                 list_del(&page->lru);
416                 __free_one_page(page, zone, order);
417         }
418         spin_unlock(&zone->lock);
419 }
420
421 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
422 {
423         LIST_HEAD(list);
424         list_add(&page->lru, &list);
425         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
426 }
427
428 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
429 {
430         unsigned long flags;
431         int i;
432         int reserved = 0;
433
434         arch_free_page(page, order);
435         if (!PageHighMem(page))
436                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
437                                                  PAGE_SIZE<<order);
438
439         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
440                 reserved += free_pages_check(page + i);
441         if (reserved)
442                 return;
443
444         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
445         local_irq_save(flags);
446         __mod_page_state(pgfree, 1 << order);
447         free_one_page(page_zone(page), page, order);
448         local_irq_restore(flags);
449 }
450
451 /*
452  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
453  */
454 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
455 {
456         if (order == 0) {
457                 __ClearPageReserved(page);
458                 set_page_count(page, 0);
459                 set_page_refcounted(page);
460                 __free_page(page);
461         } else {
462                 int loop;
463
464                 prefetchw(page);
465                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
466                         struct page *p = &page[loop];
467
468                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
469                                 prefetchw(p + 1);
470                         __ClearPageReserved(p);
471                         set_page_count(p, 0);
472                 }
473
474                 set_page_refcounted(page);
475                 __free_pages(page, order);
476         }
477 }
478
479
480 /*
481  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
482  * Please do not alter this order without good reasons and regression
483  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
484  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
485  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
486  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
487  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
488  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
489  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
490  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
491  *
492  * -- wli
493  */
494 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
495         int low, int high, struct free_area *area)
496 {
497         unsigned long size = 1 << high;
498
499         while (high > low) {
500                 area--;
501                 high--;
502                 size >>= 1;
503                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
504                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
505                 area->nr_free++;
506                 set_page_order(&page[size], high);
507         }
508 }
509
510 /*
511  * This page is about to be returned from the page allocator
512  */
513 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
514 {
515         if (unlikely(page_mapcount(page) |
516                 (page->mapping != NULL)  |
517                 (page_count(page) != 0)  |
518                 (page->flags & (
519                         1 << PG_lru     |
520                         1 << PG_private |
521                         1 << PG_locked  |
522                         1 << PG_active  |
523                         1 << PG_dirty   |
524                         1 << PG_reclaim |
525                         1 << PG_slab    |
526                         1 << PG_swapcache |
527                         1 << PG_writeback |
528                         1 << PG_reserved ))))
529                 bad_page(page);
530
531         /*
532          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
533          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
534          */
535         if (PageReserved(page))
536                 return 1;
537
538         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
539                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
540                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
541         set_page_private(page, 0);
542         set_page_refcounted(page);
543         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
544
545         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
546                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
547
548         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
549                 prep_compound_page(page, order);
550
551         return 0;
552 }
553
554 /* 
555  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
556  * Call me with the zone->lock already held.
557  */
558 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
559 {
560         struct free_area * area;
561         unsigned int current_order;
562         struct page *page;
563
564         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
565                 area = zone->free_area + current_order;
566                 if (list_empty(&area->free_list))
567                         continue;
568
569                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
570                 list_del(&page->lru);
571                 rmv_page_order(page);
572                 area->nr_free--;
573                 zone->free_pages -= 1UL << order;
574                 expand(zone, page, order, current_order, area);
575                 return page;
576         }
577
578         return NULL;
579 }
580
581 /* 
582  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
583  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
584  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
585  */
586 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
587                         unsigned long count, struct list_head *list)
588 {
589         int i;
590         
591         spin_lock(&zone->lock);
592         for (i = 0; i < count; ++i) {
593                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
594                 if (unlikely(page == NULL))
595                         break;
596                 list_add_tail(&page->lru, list);
597         }
598         spin_unlock(&zone->lock);
599         return i;
600 }
601
602 #ifdef CONFIG_NUMA
603 /*
604  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
605  * belong to the currently executing processor.
606  * Note that this function must be called with the thread pinned to
607  * a single processor.
608  */
609 void drain_node_pages(int nodeid)
610 {
611         int i, z;
612         unsigned long flags;
613
614         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
615                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
616                 struct per_cpu_pageset *pset;
617
618                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
619                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
620                         struct per_cpu_pages *pcp;
621
622                         pcp = &pset->pcp[i];
623                         if (pcp->count) {
624                                 local_irq_save(flags);
625                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
626                                 pcp->count = 0;
627                                 local_irq_restore(flags);
628                         }
629                 }
630         }
631 }
632 #endif
633
634 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
635 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
636 {
637         unsigned long flags;
638         struct zone *zone;
639         int i;
640
641         for_each_zone(zone) {
642                 struct per_cpu_pageset *pset;
643
644                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
645                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
646                         struct per_cpu_pages *pcp;
647
648                         pcp = &pset->pcp[i];
649                         local_irq_save(flags);
650                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
651                         pcp->count = 0;
652                         local_irq_restore(flags);
653                 }
654         }
655 }
656 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
657
658 #ifdef CONFIG_PM
659
660 void mark_free_pages(struct zone *zone)
661 {
662         unsigned long zone_pfn, flags;
663         int order;
664         struct list_head *curr;
665
666         if (!zone->spanned_pages)
667                 return;
668
669         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
670         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
671                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
672
673         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
674                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
675                         unsigned long start_pfn, i;
676
677                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
678
679                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
680                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
681         }
682         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
683 }
684
685 /*
686  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
687  */
688 void drain_local_pages(void)
689 {
690         unsigned long flags;
691
692         local_irq_save(flags);  
693         __drain_pages(smp_processor_id());
694         local_irq_restore(flags);       
695 }
696 #endif /* CONFIG_PM */
697
698 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z, int cpu)
699 {
700 #ifdef CONFIG_NUMA
701         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
702         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
703         struct per_cpu_pageset *p;
704
705         p = zone_pcp(z, cpu);
706         if (pg == orig) {
707                 p->numa_hit++;
708         } else {
709                 p->numa_miss++;
710                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
711         }
712         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
713                 p->local_node++;
714         else
715                 p->other_node++;
716 #endif
717 }
718
719 /*
720  * Free a 0-order page
721  */
722 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
723 {
724         struct zone *zone = page_zone(page);
725         struct per_cpu_pages *pcp;
726         unsigned long flags;
727
728         arch_free_page(page, 0);
729
730         if (PageAnon(page))
731                 page->mapping = NULL;
732         if (free_pages_check(page))
733                 return;
734
735         kernel_map_pages(page, 1, 0);
736
737         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
738         local_irq_save(flags);
739         __inc_page_state(pgfree);
740         list_add(&page->lru, &pcp->list);
741         pcp->count++;
742         if (pcp->count >= pcp->high) {
743                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
744                 pcp->count -= pcp->batch;
745         }
746         local_irq_restore(flags);
747         put_cpu();
748 }
749
750 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
751 {
752         free_hot_cold_page(page, 0);
753 }
754         
755 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
756 {
757         free_hot_cold_page(page, 1);
758 }
759
760 /*
761  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
762  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
763  * Each sub-page must be freed individually.
764  *
765  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
766  * Please consult with lkml before using this in your driver.
767  */
768 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
769 {
770         int i;
771
772         BUG_ON(PageCompound(page));
773         BUG_ON(!page_count(page));
774         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
775                 set_page_refcounted(page + i);
776 }
777
778 /*
779  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
780  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
781  * or two.
782  */
783 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
784                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
785 {
786         unsigned long flags;
787         struct page *page;
788         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
789         int cpu;
790
791 again:
792         cpu  = get_cpu();
793         if (likely(order == 0)) {
794                 struct per_cpu_pages *pcp;
795
796                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
797                 local_irq_save(flags);
798                 if (!pcp->count) {
799                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
800                                                 pcp->batch, &pcp->list);
801                         if (unlikely(!pcp->count))
802                                 goto failed;
803                 }
804                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
805                 list_del(&page->lru);
806                 pcp->count--;
807         } else {
808                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
809                 page = __rmqueue(zone, order);
810                 spin_unlock(&zone->lock);
811                 if (!page)
812                         goto failed;
813         }
814
815         __mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
816         zone_statistics(zonelist, zone, cpu);
817         local_irq_restore(flags);
818         put_cpu();
819
820         BUG_ON(bad_range(zone, page));
821         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
822                 goto again;
823         return page;
824
825 failed:
826         local_irq_restore(flags);
827         put_cpu();
828         return NULL;
829 }
830
831 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
832 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
833 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
834 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
835 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
836 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
837 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
838
839 /*
840  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
841  * of the allocation.
842  */
843 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
844                       int classzone_idx, int alloc_flags)
845 {
846         /* free_pages my go negative - that's OK */
847         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
848         int o;
849
850         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
851                 min -= min / 2;
852         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
853                 min -= min / 4;
854
855         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
856                 return 0;
857         for (o = 0; o < order; o++) {
858                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
859                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
860
861                 /* Require fewer higher order pages to be free */
862                 min >>= 1;
863
864                 if (free_pages <= min)
865                         return 0;
866         }
867         return 1;
868 }
869
870 /*
871  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
872  * a page.
873  */
874 static struct page *
875 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
876                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
877 {
878         struct zone **z = zonelist->zones;
879         struct page *page = NULL;
880         int classzone_idx = zone_idx(*z);
881
882         /*
883          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
884          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
885          */
886         do {
887                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
888                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
889                         continue;
890
891                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
892                         unsigned long mark;
893                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
894                                 mark = (*z)->pages_min;
895                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
896                                 mark = (*z)->pages_low;
897                         else
898                                 mark = (*z)->pages_high;
899                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
900                                     classzone_idx, alloc_flags))
901                                 if (!zone_reclaim_mode ||
902                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
903                                         continue;
904                 }
905
906                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
907                 if (page) {
908                         break;
909                 }
910         } while (*(++z) != NULL);
911         return page;
912 }
913
914 /*
915  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
916  */
917 struct page * fastcall
918 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
919                 struct zonelist *zonelist)
920 {
921         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
922         struct zone **z;
923         struct page *page;
924         struct reclaim_state reclaim_state;
925         struct task_struct *p = current;
926         int do_retry;
927         int alloc_flags;
928         int did_some_progress;
929
930         might_sleep_if(wait);
931
932 restart:
933         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
934
935         if (unlikely(*z == NULL)) {
936                 /* Should this ever happen?? */
937                 return NULL;
938         }
939
940         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
941                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
942         if (page)
943                 goto got_pg;
944
945         do {
946                 if (cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
947                         wakeup_kswapd(*z, order);
948         } while (*(++z));
949
950         /*
951          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
952          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
953          * to how we want to proceed.
954          *
955          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
956          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
957          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
958          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
959          */
960         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
961         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
962                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
963         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
964                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
965         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
966
967         /*
968          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
969          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
970          *
971          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
972          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
973          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
974          */
975         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
976         if (page)
977                 goto got_pg;
978
979         /* This allocation should allow future memory freeing. */
980
981         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
982                         && !in_interrupt()) {
983                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
984 nofail_alloc:
985                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
986                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
987                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
988                         if (page)
989                                 goto got_pg;
990                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
991                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
992                                 goto nofail_alloc;
993                         }
994                 }
995                 goto nopage;
996         }
997
998         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
999         if (!wait)
1000                 goto nopage;
1001
1002 rebalance:
1003         cond_resched();
1004
1005         /* We now go into synchronous reclaim */
1006         cpuset_memory_pressure_bump();
1007         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1008         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1009         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1010
1011         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1012
1013         p->reclaim_state = NULL;
1014         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1015
1016         cond_resched();
1017
1018         if (likely(did_some_progress)) {
1019                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1020                                                 zonelist, alloc_flags);
1021                 if (page)
1022                         goto got_pg;
1023         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1024                 /*
1025                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1026                  * very high watermark here, this is only to catch
1027                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1028                  * under heavy pressure.
1029                  */
1030                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1031                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1032                 if (page)
1033                         goto got_pg;
1034
1035                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1036                 goto restart;
1037         }
1038
1039         /*
1040          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1041          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1042          *
1043          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1044          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1045          */
1046         do_retry = 0;
1047         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1048                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1049                         do_retry = 1;
1050                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1051                         do_retry = 1;
1052         }
1053         if (do_retry) {
1054                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1055                 goto rebalance;
1056         }
1057
1058 nopage:
1059         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1060                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1061                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1062                         p->comm, order, gfp_mask);
1063                 dump_stack();
1064                 show_mem();
1065         }
1066 got_pg:
1067         return page;
1068 }
1069
1070 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1071
1072 /*
1073  * Common helper functions.
1074  */
1075 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1076 {
1077         struct page * page;
1078         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1079         if (!page)
1080                 return 0;
1081         return (unsigned long) page_address(page);
1082 }
1083
1084 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1085
1086 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1087 {
1088         struct page * page;
1089
1090         /*
1091          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1092          * a highmem page
1093          */
1094         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1095
1096         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1097         if (page)
1098                 return (unsigned long) page_address(page);
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1103
1104 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1105 {
1106         int i = pagevec_count(pvec);
1107
1108         while (--i >= 0)
1109                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1110 }
1111
1112 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1113 {
1114         if (put_page_testzero(page)) {
1115                 if (order == 0)
1116                         free_hot_page(page);
1117                 else
1118                         __free_pages_ok(page, order);
1119         }
1120 }
1121
1122 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1123
1124 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1125 {
1126         if (addr != 0) {
1127                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1128                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1129         }
1130 }
1131
1132 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1133
1134 /*
1135  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1136  */
1137 unsigned int nr_free_pages(void)
1138 {
1139         unsigned int sum = 0;
1140         struct zone *zone;
1141
1142         for_each_zone(zone)
1143                 sum += zone->free_pages;
1144
1145         return sum;
1146 }
1147
1148 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1149
1150 #ifdef CONFIG_NUMA
1151 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1152 {
1153         unsigned int i, sum = 0;
1154
1155         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1156                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1157
1158         return sum;
1159 }
1160 #endif
1161
1162 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1163 {
1164         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1165         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1166         unsigned int sum = 0;
1167
1168         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1169         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1170         struct zone *zone;
1171
1172         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1173                 unsigned long size = zone->present_pages;
1174                 unsigned long high = zone->pages_high;
1175                 if (size > high)
1176                         sum += size - high;
1177         }
1178
1179         return sum;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1184  */
1185 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1186 {
1187         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1192  */
1193 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1194 {
1195         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1196 }
1197
1198 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1199 unsigned int nr_free_highpages (void)
1200 {
1201         pg_data_t *pgdat;
1202         unsigned int pages = 0;
1203
1204         for_each_pgdat(pgdat)
1205                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1206
1207         return pages;
1208 }
1209 #endif
1210
1211 #ifdef CONFIG_NUMA
1212 static void show_node(struct zone *zone)
1213 {
1214         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1215 }
1216 #else
1217 #define show_node(zone) do { } while (0)
1218 #endif
1219
1220 /*
1221  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1222  * The result is unavoidably approximate - it can change
1223  * during and after execution of this function.
1224  */
1225 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1226
1227 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1228 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1229 #ifdef CONFIG_SMP
1230 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1231 #endif
1232
1233 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1234 {
1235         unsigned cpu;
1236
1237         memset(ret, 0, nr * sizeof(unsigned long));
1238         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1239
1240         for_each_cpu_mask(cpu, *cpumask) {
1241                 unsigned long *in;
1242                 unsigned long *out;
1243                 unsigned off;
1244                 unsigned next_cpu;
1245
1246                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1247
1248                 next_cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1249                 if (likely(next_cpu < NR_CPUS))
1250                         prefetch(&per_cpu(page_states, next_cpu));
1251
1252                 out = (unsigned long *)ret;
1253                 for (off = 0; off < nr; off++)
1254                         *out++ += *in++;
1255         }
1256 }
1257
1258 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1259 {
1260         int nr;
1261         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1262
1263         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1264         nr /= sizeof(unsigned long);
1265
1266         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1267 }
1268
1269 void get_page_state(struct page_state *ret)
1270 {
1271         int nr;
1272         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1273
1274         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1275         nr /= sizeof(unsigned long);
1276
1277         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1278 }
1279
1280 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1281 {
1282         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1283
1284         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1285 }
1286
1287 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1288 {
1289         unsigned long ret = 0;
1290         int cpu;
1291
1292         for_each_online_cpu(cpu) {
1293                 unsigned long in;
1294
1295                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1296                 ret += *((unsigned long *)in);
1297         }
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1302 {
1303         void *ptr;
1304
1305         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1306         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1309
1310 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1311 {
1312         unsigned long flags;
1313         void *ptr;
1314
1315         local_irq_save(flags);
1316         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1317         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1318         local_irq_restore(flags);
1319 }
1320 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1321
1322 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1323                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1324 {
1325         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1326         int i;
1327
1328         *active = 0;
1329         *inactive = 0;
1330         *free = 0;
1331         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1332                 *active += zones[i].nr_active;
1333                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1334                 *free += zones[i].free_pages;
1335         }
1336 }
1337
1338 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1339                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1340 {
1341         struct pglist_data *pgdat;
1342
1343         *active = 0;
1344         *inactive = 0;
1345         *free = 0;
1346         for_each_pgdat(pgdat) {
1347                 unsigned long l, m, n;
1348                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1349                 *active += l;
1350                 *inactive += m;
1351                 *free += n;
1352         }
1353 }
1354
1355 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1356 {
1357         val->totalram = totalram_pages;
1358         val->sharedram = 0;
1359         val->freeram = nr_free_pages();
1360         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1361 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1362         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1363         val->freehigh = nr_free_highpages();
1364 #else
1365         val->totalhigh = 0;
1366         val->freehigh = 0;
1367 #endif
1368         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1369 }
1370
1371 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1372
1373 #ifdef CONFIG_NUMA
1374 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1375 {
1376         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1377
1378         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1379         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1380         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1381         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1382         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1383 }
1384 #endif
1385
1386 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1387
1388 /*
1389  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1390  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1391  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1392  */
1393 void show_free_areas(void)
1394 {
1395         struct page_state ps;
1396         int cpu, temperature;
1397         unsigned long active;
1398         unsigned long inactive;
1399         unsigned long free;
1400         struct zone *zone;
1401
1402         for_each_zone(zone) {
1403                 show_node(zone);
1404                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1405
1406                 if (!populated_zone(zone)) {
1407                         printk(" empty\n");
1408                         continue;
1409                 } else
1410                         printk("\n");
1411
1412                 for_each_online_cpu(cpu) {
1413                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1414
1415                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1416
1417                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1418                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1419                                         cpu,
1420                                         temperature ? "cold" : "hot",
1421                                         pageset->pcp[temperature].high,
1422                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1423                                         pageset->pcp[temperature].count);
1424                 }
1425         }
1426
1427         get_page_state(&ps);
1428         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1429
1430         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1431                 K(nr_free_pages()),
1432                 K(nr_free_highpages()));
1433
1434         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1435                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1436                 active,
1437                 inactive,
1438                 ps.nr_dirty,
1439                 ps.nr_writeback,
1440                 ps.nr_unstable,
1441                 nr_free_pages(),
1442                 ps.nr_slab,
1443                 ps.nr_mapped,
1444                 ps.nr_page_table_pages);
1445
1446         for_each_zone(zone) {
1447                 int i;
1448
1449                 show_node(zone);
1450                 printk("%s"
1451                         " free:%lukB"
1452                         " min:%lukB"
1453                         " low:%lukB"
1454                         " high:%lukB"
1455                         " active:%lukB"
1456                         " inactive:%lukB"
1457                         " present:%lukB"
1458                         " pages_scanned:%lu"
1459                         " all_unreclaimable? %s"
1460                         "\n",
1461                         zone->name,
1462                         K(zone->free_pages),
1463                         K(zone->pages_min),
1464                         K(zone->pages_low),
1465                         K(zone->pages_high),
1466                         K(zone->nr_active),
1467                         K(zone->nr_inactive),
1468                         K(zone->present_pages),
1469                         zone->pages_scanned,
1470                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1471                         );
1472                 printk("lowmem_reserve[]:");
1473                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1474                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1475                 printk("\n");
1476         }
1477
1478         for_each_zone(zone) {
1479                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1480
1481                 show_node(zone);
1482                 printk("%s: ", zone->name);
1483                 if (!populated_zone(zone)) {
1484                         printk("empty\n");
1485                         continue;
1486                 }
1487
1488                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1489                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1490                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1491                         total += nr << order;
1492                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1493                 }
1494                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1495                 printk("= %lukB\n", K(total));
1496         }
1497
1498         show_swap_cache_info();
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Builds allocation fallback zone lists.
1503  *
1504  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1505  */
1506 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1507                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1508 {
1509         struct zone *zone;
1510
1511         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1512
1513         do {
1514                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1515                 if (populated_zone(zone)) {
1516 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1517                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1518 #endif
1519                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1520                         check_highest_zone(zone_type);
1521                 }
1522                 zone_type--;
1523
1524         } while (zone_type >= 0);
1525         return nr_zones;
1526 }
1527
1528 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1529 {
1530         int res = ZONE_NORMAL;
1531         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1532                 res = ZONE_HIGHMEM;
1533         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1534                 res = ZONE_DMA32;
1535         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1536                 res = ZONE_DMA;
1537         return res;
1538 }
1539
1540 #ifdef CONFIG_NUMA
1541 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1542 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1543 /**
1544  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1545  * @node: node whose fallback list we're appending
1546  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1547  *
1548  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1549  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1550  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1551  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1552  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1553  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1554  * on them otherwise.
1555  * It returns -1 if no node is found.
1556  */
1557 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1558 {
1559         int n, val;
1560         int min_val = INT_MAX;
1561         int best_node = -1;
1562
1563         /* Use the local node if we haven't already */
1564         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1565                 node_set(node, *used_node_mask);
1566                 return node;
1567         }
1568
1569         for_each_online_node(n) {
1570                 cpumask_t tmp;
1571
1572                 /* Don't want a node to appear more than once */
1573                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1574                         continue;
1575
1576                 /* Use the distance array to find the distance */
1577                 val = node_distance(node, n);
1578
1579                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1580                 val += (n < node);
1581
1582                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1583                 tmp = node_to_cpumask(n);
1584                 if (!cpus_empty(tmp))
1585                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1586
1587                 /* Slight preference for less loaded node */
1588                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1589                 val += node_load[n];
1590
1591                 if (val < min_val) {
1592                         min_val = val;
1593                         best_node = n;
1594                 }
1595         }
1596
1597         if (best_node >= 0)
1598                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1599
1600         return best_node;
1601 }
1602
1603 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1604 {
1605         int i, j, k, node, local_node;
1606         int prev_node, load;
1607         struct zonelist *zonelist;
1608         nodemask_t used_mask;
1609
1610         /* initialize zonelists */
1611         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1612                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1613                 zonelist->zones[0] = NULL;
1614         }
1615
1616         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1617         local_node = pgdat->node_id;
1618         load = num_online_nodes();
1619         prev_node = local_node;
1620         nodes_clear(used_mask);
1621         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1622                 int distance = node_distance(local_node, node);
1623
1624                 /*
1625                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1626                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1627                  */
1628                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1629                         zone_reclaim_mode = 1;
1630
1631                 /*
1632                  * We don't want to pressure a particular node.
1633                  * So adding penalty to the first node in same
1634                  * distance group to make it round-robin.
1635                  */
1636
1637                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1638                         node_load[node] += load;
1639                 prev_node = node;
1640                 load--;
1641                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1642                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1643                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1644
1645                         k = highest_zone(i);
1646
1647                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1648                         zonelist->zones[j] = NULL;
1649                 }
1650         }
1651 }
1652
1653 #else   /* CONFIG_NUMA */
1654
1655 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1656 {
1657         int i, j, k, node, local_node;
1658
1659         local_node = pgdat->node_id;
1660         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1661                 struct zonelist *zonelist;
1662
1663                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1664
1665                 j = 0;
1666                 k = highest_zone(i);
1667                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1668                 /*
1669                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1670                  * of all the other nodes.
1671                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1672                  * building the zones for node N, we make sure that the
1673                  * zones coming right after the local ones are those from
1674                  * node N+1 (modulo N)
1675                  */
1676                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1677                         if (!node_online(node))
1678                                 continue;
1679                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1680                 }
1681                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1682                         if (!node_online(node))
1683                                 continue;
1684                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1685                 }
1686
1687                 zonelist->zones[j] = NULL;
1688         }
1689 }
1690
1691 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1692
1693 void __init build_all_zonelists(void)
1694 {
1695         int i;
1696
1697         for_each_online_node(i)
1698                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1699         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1700         cpuset_init_current_mems_allowed();
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1705  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1706  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1707  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1708  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1709  * conservative, even though it seems large.
1710  *
1711  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1712  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1713  */
1714 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1715
1716 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1717 {
1718         unsigned long size = 1;
1719
1720         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1721
1722         while (size < pages)
1723                 size <<= 1;
1724
1725         /*
1726          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1727          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1728          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1729          */
1730         size = min(size, 4096UL);
1731
1732         return max(size, 4UL);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1737  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1738  * hash function before the remainder is taken.
1739  */
1740 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1741 {
1742         return ffz(~size);
1743 }
1744
1745 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1746
1747 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1748                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1749 {
1750         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1751         int i;
1752
1753         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1754                 totalpages += zones_size[i];
1755         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1756
1757         realtotalpages = totalpages;
1758         if (zholes_size)
1759                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1760                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1761         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1762         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1763 }
1764
1765
1766 /*
1767  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1768  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1769  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1770  */
1771 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1772                 unsigned long start_pfn)
1773 {
1774         struct page *page;
1775         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1776         unsigned long pfn;
1777
1778         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1779                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1780                         continue;
1781                 page = pfn_to_page(pfn);
1782                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1783                 init_page_count(page);
1784                 reset_page_mapcount(page);
1785                 SetPageReserved(page);
1786                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1787 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1788                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1789                 if (!is_highmem_idx(zone))
1790                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1791 #endif
1792         }
1793 }
1794
1795 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1796                                 unsigned long size)
1797 {
1798         int order;
1799         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1800                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1801                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1802         }
1803 }
1804
1805 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1806 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1807                 unsigned long size)
1808 {
1809         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1810         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1811
1812         if (FLAGS_HAS_NODE)
1813                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1814         else
1815                 for (; snum <= end; snum++)
1816                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1817 }
1818
1819 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1820 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1821         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1822 #endif
1823
1824 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1825 {
1826         int batch;
1827
1828         /*
1829          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1830          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1831          *
1832          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1833          */
1834         batch = zone->present_pages / 1024;
1835         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1836                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1837         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1838         if (batch < 1)
1839                 batch = 1;
1840
1841         /*
1842          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1843          * of 2 value was found to be more likely to have
1844          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1845          *
1846          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1847          * batches of pages, one task can end up with a lot
1848          * of pages of one half of the possible page colors
1849          * and the other with pages of the other colors.
1850          */
1851         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1852
1853         return batch;
1854 }
1855
1856 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1857 {
1858         struct per_cpu_pages *pcp;
1859
1860         memset(p, 0, sizeof(*p));
1861
1862         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1863         pcp->count = 0;
1864         pcp->high = 6 * batch;
1865         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1866         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1867
1868         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1869         pcp->count = 0;
1870         pcp->high = 2 * batch;
1871         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1872         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1873 }
1874
1875 /*
1876  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1877  * to the value high for the pageset p.
1878  */
1879
1880 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1881                                 unsigned long high)
1882 {
1883         struct per_cpu_pages *pcp;
1884
1885         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1886         pcp->high = high;
1887         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1888         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1889                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1890 }
1891
1892
1893 #ifdef CONFIG_NUMA
1894 /*
1895  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1896  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1897  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1898  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1899  * with interrupts disabled.
1900  *
1901  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1902  *
1903  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1904  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1905  * hotplugged processors.
1906  *
1907  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1908  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1909  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1910  */
1911 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1912
1913 /*
1914  * Dynamically allocate memory for the
1915  * per cpu pageset array in struct zone.
1916  */
1917 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1918 {
1919         struct zone *zone, *dzone;
1920
1921         for_each_zone(zone) {
1922
1923                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1924                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1925                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1926                         goto bad;
1927
1928                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1929
1930                 if (percpu_pagelist_fraction)
1931                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1932                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1933         }
1934
1935         return 0;
1936 bad:
1937         for_each_zone(dzone) {
1938                 if (dzone == zone)
1939                         break;
1940                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1941                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1942         }
1943         return -ENOMEM;
1944 }
1945
1946 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1947 {
1948         struct zone *zone;
1949
1950         for_each_zone(zone) {
1951                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1952
1953                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1954                 kfree(pset);
1955         }
1956 }
1957
1958 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1959                 unsigned long action,
1960                 void *hcpu)
1961 {
1962         int cpu = (long)hcpu;
1963         int ret = NOTIFY_OK;
1964
1965         switch (action) {
1966                 case CPU_UP_PREPARE:
1967                         if (process_zones(cpu))
1968                                 ret = NOTIFY_BAD;
1969                         break;
1970                 case CPU_UP_CANCELED:
1971                 case CPU_DEAD:
1972                         free_zone_pagesets(cpu);
1973                         break;
1974                 default:
1975                         break;
1976         }
1977         return ret;
1978 }
1979
1980 static struct notifier_block pageset_notifier =
1981         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1982
1983 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1984 {
1985         int err;
1986
1987         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1988          * A cpuup callback will do this for every cpu
1989          * as it comes online
1990          */
1991         err = process_zones(smp_processor_id());
1992         BUG_ON(err);
1993         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1994 }
1995
1996 #endif
1997
1998 static __meminit
1999 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2000 {
2001         int i;
2002         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2003
2004         /*
2005          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2006          * per zone.
2007          */
2008         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
2009         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
2010         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2011                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
2012                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
2013
2014         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
2015                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2016 }
2017
2018 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2019 {
2020         int cpu;
2021         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2022
2023         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2024 #ifdef CONFIG_NUMA
2025                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2026                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2027                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2028 #else
2029                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2030 #endif
2031         }
2032         if (zone->present_pages)
2033                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2034                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2035 }
2036
2037 static __meminit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2038                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
2039 {
2040         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2041
2042         zone_wait_table_init(zone, size);
2043         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2044
2045         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
2046         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2047
2048         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2049
2050         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Set up the zone data structures:
2055  *   - mark all pages reserved
2056  *   - mark all memory queues empty
2057  *   - clear the memory bitmaps
2058  */
2059 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2060                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2061 {
2062         unsigned long j;
2063         int nid = pgdat->node_id;
2064         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2065
2066         pgdat_resize_init(pgdat);
2067         pgdat->nr_zones = 0;
2068         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2069         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2070         
2071         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2072                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2073                 unsigned long size, realsize;
2074
2075                 realsize = size = zones_size[j];
2076                 if (zholes_size)
2077                         realsize -= zholes_size[j];
2078
2079                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2080                         nr_kernel_pages += realsize;
2081                 nr_all_pages += realsize;
2082
2083                 zone->spanned_pages = size;
2084                 zone->present_pages = realsize;
2085                 zone->name = zone_names[j];
2086                 spin_lock_init(&zone->lock);
2087                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2088                 zone_seqlock_init(zone);
2089                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2090                 zone->free_pages = 0;
2091
2092                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2093
2094                 zone_pcp_init(zone);
2095                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2096                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2097                 zone->nr_scan_active = 0;
2098                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2099                 zone->nr_active = 0;
2100                 zone->nr_inactive = 0;
2101                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2102                 if (!size)
2103                         continue;
2104
2105                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2106                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2107                 zone_start_pfn += size;
2108         }
2109 }
2110
2111 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2112 {
2113         /* Skip empty nodes */
2114         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2115                 return;
2116
2117 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2118         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2119         if (!pgdat->node_mem_map) {
2120                 unsigned long size;
2121                 struct page *map;
2122
2123                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2124                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2125                 if (!map)
2126                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2127                 pgdat->node_mem_map = map;
2128         }
2129 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2130         /*
2131          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2132          */
2133         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2134                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2135 #endif
2136 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2137 }
2138
2139 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2140                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2141                 unsigned long *zholes_size)
2142 {
2143         pgdat->node_id = nid;
2144         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2145         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2146
2147         alloc_node_mem_map(pgdat);
2148
2149         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2150 }
2151
2152 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2153 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2154 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2155
2156 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2157 #endif
2158
2159 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2160 {
2161         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2162                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2163 }
2164
2165 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2166
2167 #include <linux/seq_file.h>
2168
2169 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2170 {
2171         pg_data_t *pgdat;
2172         loff_t node = *pos;
2173
2174         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2175                 --node;
2176
2177         return pgdat;
2178 }
2179
2180 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2181 {
2182         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2183
2184         (*pos)++;
2185         return pgdat->pgdat_next;
2186 }
2187
2188 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2189 {
2190 }
2191
2192 /* 
2193  * This walks the free areas for each zone.
2194  */
2195 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2196 {
2197         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2198         struct zone *zone;
2199         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2200         unsigned long flags;
2201         int order;
2202
2203         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2204                 if (!populated_zone(zone))
2205                         continue;
2206
2207                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2208                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2209                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2210                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2211                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2212                 seq_putc(m, '\n');
2213         }
2214         return 0;
2215 }
2216
2217 struct seq_operations fragmentation_op = {
2218         .start  = frag_start,
2219         .next   = frag_next,
2220         .stop   = frag_stop,
2221         .show   = frag_show,
2222 };
2223
2224 /*
2225  * Output information about zones in @pgdat.
2226  */
2227 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2228 {
2229         pg_data_t *pgdat = arg;
2230         struct zone *zone;
2231         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2232         unsigned long flags;
2233
2234         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2235                 int i;
2236
2237                 if (!populated_zone(zone))
2238                         continue;
2239
2240                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2241                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2242                 seq_printf(m,
2243                            "\n  pages free     %lu"
2244                            "\n        min      %lu"
2245                            "\n        low      %lu"
2246                            "\n        high     %lu"
2247                            "\n        active   %lu"
2248                            "\n        inactive %lu"
2249                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2250                            "\n        spanned  %lu"
2251                            "\n        present  %lu",
2252                            zone->free_pages,
2253                            zone->pages_min,
2254                            zone->pages_low,
2255                            zone->pages_high,
2256                            zone->nr_active,
2257                            zone->nr_inactive,
2258                            zone->pages_scanned,
2259                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2260                            zone->spanned_pages,
2261                            zone->present_pages);
2262                 seq_printf(m,
2263                            "\n        protection: (%lu",
2264                            zone->lowmem_reserve[0]);
2265                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2266                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2267                 seq_printf(m,
2268                            ")"
2269                            "\n  pagesets");
2270                 for_each_online_cpu(i) {
2271                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2272                         int j;
2273
2274                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2275                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2276                                 if (pageset->pcp[j].count)
2277                                         break;
2278                         }
2279                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2280                                 continue;
2281                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2282                                 seq_printf(m,
2283                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2284                                            "\n              count: %i"
2285                                            "\n              high:  %i"
2286                                            "\n              batch: %i",
2287                                            i, j,
2288                                            pageset->pcp[j].count,
2289                                            pageset->pcp[j].high,
2290                                            pageset->pcp[j].batch);
2291                         }
2292 #ifdef CONFIG_NUMA
2293                         seq_printf(m,
2294                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2295                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2296                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2297                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2298                                    "\n            local_node:     %lu"
2299                                    "\n            other_node:     %lu",
2300                                    pageset->numa_hit,
2301                                    pageset->numa_miss,
2302                                    pageset->numa_foreign,
2303                                    pageset->interleave_hit,
2304                                    pageset->local_node,
2305                                    pageset->other_node);
2306 #endif
2307                 }
2308                 seq_printf(m,
2309                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2310                            "\n  prev_priority:     %i"
2311                            "\n  temp_priority:     %i"
2312                            "\n  start_pfn:         %lu",
2313                            zone->all_unreclaimable,
2314                            zone->prev_priority,
2315                            zone->temp_priority,
2316                            zone->zone_start_pfn);
2317                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2318                 seq_putc(m, '\n');
2319         }
2320         return 0;
2321 }
2322
2323 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2324         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2325                                * fragmentation. */
2326         .next   = frag_next,
2327         .stop   = frag_stop,
2328         .show   = zoneinfo_show,
2329 };
2330
2331 static char *vmstat_text[] = {
2332         "nr_dirty",
2333         "nr_writeback",
2334         "nr_unstable",
2335         "nr_page_table_pages",
2336         "nr_mapped",
2337         "nr_slab",
2338
2339         "pgpgin",
2340         "pgpgout",
2341         "pswpin",
2342         "pswpout",
2343
2344         "pgalloc_high",
2345         "pgalloc_normal",
2346         "pgalloc_dma32",
2347         "pgalloc_dma",
2348
2349         "pgfree",
2350         "pgactivate",
2351         "pgdeactivate",
2352
2353         "pgfault",
2354         "pgmajfault",
2355
2356         "pgrefill_high",
2357         "pgrefill_normal",
2358         "pgrefill_dma32",
2359         "pgrefill_dma",
2360
2361         "pgsteal_high",
2362         "pgsteal_normal",
2363         "pgsteal_dma32",
2364         "pgsteal_dma",
2365
2366         "pgscan_kswapd_high",
2367         "pgscan_kswapd_normal",
2368         "pgscan_kswapd_dma32",
2369         "pgscan_kswapd_dma",
2370
2371         "pgscan_direct_high",
2372         "pgscan_direct_normal",
2373         "pgscan_direct_dma32",
2374         "pgscan_direct_dma",
2375
2376         "pginodesteal",
2377         "slabs_scanned",
2378         "kswapd_steal",
2379         "kswapd_inodesteal",
2380         "pageoutrun",
2381         "allocstall",
2382
2383         "pgrotated",
2384         "nr_bounce",
2385 };
2386
2387 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2388 {
2389         struct page_state *ps;
2390
2391         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2392                 return NULL;
2393
2394         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2395         m->private = ps;
2396         if (!ps)
2397                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2398         get_full_page_state(ps);
2399         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2400         ps->pgpgout /= 2;
2401         return (unsigned long *)ps + *pos;
2402 }
2403
2404 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2405 {
2406         (*pos)++;
2407         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2408                 return NULL;
2409         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2410 }
2411
2412 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2413 {
2414         unsigned long *l = arg;
2415         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2416
2417         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2418         return 0;
2419 }
2420
2421 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2422 {
2423         kfree(m->private);
2424         m->private = NULL;
2425 }
2426
2427 struct seq_operations vmstat_op = {
2428         .start  = vmstat_start,
2429         .next   = vmstat_next,
2430         .stop   = vmstat_stop,
2431         .show   = vmstat_show,
2432 };
2433
2434 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2435
2436 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2437 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2438                                  unsigned long action, void *hcpu)
2439 {
2440         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2441         long *count;
2442         unsigned long *src, *dest;
2443
2444         if (action == CPU_DEAD) {
2445                 int i;
2446
2447                 /* Drain local pagecache count. */
2448                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2449                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2450                 *count = 0;
2451                 local_irq_disable();
2452                 __drain_pages(cpu);
2453
2454                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2455                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2456                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2457
2458                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2459                                 i++) {
2460                         dest[i] += src[i];
2461                         src[i] = 0;
2462                 }
2463
2464                 local_irq_enable();
2465         }
2466         return NOTIFY_OK;
2467 }
2468 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2469
2470 void __init page_alloc_init(void)
2471 {
2472         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2473 }
2474
2475 /*
2476  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2477  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2478  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2479  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2480  */
2481 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2482 {
2483         struct pglist_data *pgdat;
2484         int j, idx;
2485
2486         for_each_pgdat(pgdat) {
2487                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2488                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2489                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2490
2491                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2492
2493                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2494                                 struct zone *lower_zone;
2495
2496                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2497                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2498
2499                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2500                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2501                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2502                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2503                         }
2504                 }
2505         }
2506 }
2507
2508 /*
2509  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2510  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2511  *      with respect to min_free_kbytes.
2512  */
2513 void setup_per_zone_pages_min(void)
2514 {
2515         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2516         unsigned long lowmem_pages = 0;
2517         struct zone *zone;
2518         unsigned long flags;
2519
2520         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2521         for_each_zone(zone) {
2522                 if (!is_highmem(zone))
2523                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2524         }
2525
2526         for_each_zone(zone) {
2527                 unsigned long tmp;
2528                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2529                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2530                 if (is_highmem(zone)) {
2531                         /*
2532                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2533                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2534                          * value here.
2535                          *
2536                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2537                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2538                          * not be capped for highmem.
2539                          */
2540                         int min_pages;
2541
2542                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2543                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2544                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2545                         if (min_pages > 128)
2546                                 min_pages = 128;
2547                         zone->pages_min = min_pages;
2548                 } else {
2549                         /*
2550                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2551                          * proportionate to the zone's size.
2552                          */
2553                         zone->pages_min = tmp;
2554                 }
2555
2556                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2557                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2558                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2559         }
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Initialise min_free_kbytes.
2564  *
2565  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2566  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2567  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2568  *
2569  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2570  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2571  *
2572  * which yields
2573  *
2574  * 16MB:        512k
2575  * 32MB:        724k
2576  * 64MB:        1024k
2577  * 128MB:       1448k
2578  * 256MB:       2048k
2579  * 512MB:       2896k
2580  * 1024MB:      4096k
2581  * 2048MB:      5792k
2582  * 4096MB:      8192k
2583  * 8192MB:      11584k
2584  * 16384MB:     16384k
2585  */
2586 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2587 {
2588         unsigned long lowmem_kbytes;
2589
2590         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2591
2592         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2593         if (min_free_kbytes < 128)
2594                 min_free_kbytes = 128;
2595         if (min_free_kbytes > 65536)
2596                 min_free_kbytes = 65536;
2597         setup_per_zone_pages_min();
2598         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2599         return 0;
2600 }
2601 module_init(init_per_zone_pages_min)
2602
2603 /*
2604  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2605  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2606  *      changes.
2607  */
2608 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2609         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2610 {
2611         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2612         setup_per_zone_pages_min();
2613         return 0;
2614 }
2615
2616 /*
2617  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2618  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2619  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2620  *
2621  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2622  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2623  * if in function of the boot time zone sizes.
2624  */
2625 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2626         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2627 {
2628         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2629         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2630         return 0;
2631 }
2632
2633 /*
2634  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2635  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2636  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2637  */
2638
2639 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2640         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2641 {
2642         struct zone *zone;
2643         unsigned int cpu;
2644         int ret;
2645
2646         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2647         if (!write || (ret == -EINVAL))
2648                 return ret;
2649         for_each_zone(zone) {
2650                 for_each_online_cpu(cpu) {
2651                         unsigned long  high;
2652                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2653                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2654                 }
2655         }
2656         return 0;
2657 }
2658
2659 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2660
2661 #ifdef CONFIG_NUMA
2662 static int __init set_hashdist(char *str)
2663 {
2664         if (!str)
2665                 return 0;
2666         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2667         return 1;
2668 }
2669 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2670 #endif
2671
2672 /*
2673  * allocate a large system hash table from bootmem
2674  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2675  *   quantity of entries
2676  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2677  */
2678 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2679                                      unsigned long bucketsize,
2680                                      unsigned long numentries,
2681                                      int scale,
2682                                      int flags,
2683                                      unsigned int *_hash_shift,
2684                                      unsigned int *_hash_mask,
2685                                      unsigned long limit)
2686 {
2687         unsigned long long max = limit;
2688         unsigned long log2qty, size;
2689         void *table = NULL;
2690
2691         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2692         if (!numentries) {
2693                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2694                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2695                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2696                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2697                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2698
2699                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2700                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2701                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2702                 else
2703                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2704         }
2705         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2706
2707         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2708         if (max == 0) {
2709                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2710                 do_div(max, bucketsize);
2711         }
2712
2713         if (numentries > max)
2714                 numentries = max;
2715
2716         log2qty = long_log2(numentries);
2717
2718         do {
2719                 size = bucketsize << log2qty;
2720                 if (flags & HASH_EARLY)
2721                         table = alloc_bootmem(size);
2722                 else if (hashdist)
2723                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2724                 else {
2725                         unsigned long order;
2726                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2727                                 ;
2728                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2729                 }
2730         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2731
2732         if (!table)
2733                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2734
2735         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2736                tablename,
2737                (1U << log2qty),
2738                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2739                size);
2740
2741         if (_hash_shift)
2742                 *_hash_shift = log2qty;
2743         if (_hash_mask)
2744                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2745
2746         return table;
2747 }