[PATCH] Cleanup: Add zone pointer to get_page_from_freelist
[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/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include <asm/div64.h>
43 #include "internal.h"
44
45 /*
46  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
47  * initializer cleaner
48  */
49 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
50 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
51 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
52 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
55 long nr_swap_pages;
56 int percpu_pagelist_fraction;
57
58 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
59
60 /*
61  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
62  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
63  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
64  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
65  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
66  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
67  *
68  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
69  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
70  */
71 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
72          256,
73 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
74          256,
75 #endif
76 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
77          32
78 #endif
79 };
80
81 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
82
83 /*
84  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
85  * id is encoded in the upper bits of page->flags
86  */
87 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
88 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
89
90 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
91          "DMA",
92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
93          "DMA32",
94 #endif
95          "Normal",
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97          "HighMem"
98 #endif
99 };
100
101 int min_free_kbytes = 1024;
102
103 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
104 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
105
106 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
107 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
108 {
109         int ret = 0;
110         unsigned seq;
111         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
112
113         do {
114                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
115                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
116                         ret = 1;
117                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
118                         ret = 1;
119         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
120
121         return ret;
122 }
123
124 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
125 {
126 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
127         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
128                 return 0;
129 #endif
130         if (zone != page_zone(page))
131                 return 0;
132
133         return 1;
134 }
135 /*
136  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
137  */
138 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
139 {
140         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
141                 return 1;
142         if (!page_is_consistent(zone, page))
143                 return 1;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
149 {
150         return 0;
151 }
152 #endif
153
154 static void bad_page(struct page *page)
155 {
156         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
157                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
158                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
159                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
160                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
161                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
162                 page_mapcount(page), page_count(page));
163         dump_stack();
164         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
165                         1 << PG_private |
166                         1 << PG_locked  |
167                         1 << PG_active  |
168                         1 << PG_dirty   |
169                         1 << PG_reclaim |
170                         1 << PG_slab    |
171                         1 << PG_swapcache |
172                         1 << PG_writeback |
173                         1 << PG_buddy );
174         set_page_count(page, 0);
175         reset_page_mapcount(page);
176         page->mapping = NULL;
177         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
178 }
179
180 /*
181  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
182  *
183  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
184  *
185  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
186  *
187  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
188  * the head page (even the head page has this).
189  *
190  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
191  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
192  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
193  */
194
195 static void free_compound_page(struct page *page)
196 {
197         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
198 }
199
200 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
201 {
202         int i;
203         int nr_pages = 1 << order;
204
205         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
206         page[1].lru.prev = (void *)order;
207         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
208                 struct page *p = page + i;
209
210                 __SetPageCompound(p);
211                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
212         }
213 }
214
215 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
216 {
217         int i;
218         int nr_pages = 1 << order;
219
220         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
221                 bad_page(page);
222
223         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
224                 struct page *p = page + i;
225
226                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
227                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
228                         bad_page(page);
229                 __ClearPageCompound(p);
230         }
231 }
232
233 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
234 {
235         int i;
236
237         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
238         /*
239          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
240          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
241          */
242         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
243         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
244                 clear_highpage(page + i);
245 }
246
247 /*
248  * function for dealing with page's order in buddy system.
249  * zone->lock is already acquired when we use these.
250  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
251  */
252 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
253 {
254         return page_private(page);
255 }
256
257 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
258 {
259         set_page_private(page, order);
260         __SetPageBuddy(page);
261 }
262
263 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
264 {
265         __ClearPageBuddy(page);
266         set_page_private(page, 0);
267 }
268
269 /*
270  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
271  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
272  *
273  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
274  * the following equation:
275  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
276  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
277  * 1 buddy is #10:
278  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
279  *
280  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
281  * satisfies the following equation:
282  *     P = B & ~(1 << O)
283  *
284  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
285  */
286 static inline struct page *
287 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
288 {
289         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
290
291         return page + (buddy_idx - page_idx);
292 }
293
294 static inline unsigned long
295 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
296 {
297         return (page_idx & ~(1 << order));
298 }
299
300 /*
301  * This function checks whether a page is free && is the buddy
302  * we can do coalesce a page and its buddy if
303  * (a) the buddy is not in a hole &&
304  * (b) the buddy is in the buddy system &&
305  * (c) a page and its buddy have the same order &&
306  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
307  *
308  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
309  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
310  *
311  * For recording page's order, we use page_private(page).
312  */
313 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
314                                                                 int order)
315 {
316 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
317         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
318                 return 0;
319 #endif
320
321         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
322                 return 0;
323
324         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
325                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
326                 return 1;
327         }
328         return 0;
329 }
330
331 /*
332  * Freeing function for a buddy system allocator.
333  *
334  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
335  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
336  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
337  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
338  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
339  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
340  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
341  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
342  * parts of the VM system.
343  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
344  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
345  * order is recorded in page_private(page) field.
346  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
347  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
348  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
349  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
350  * triggers coalescing into a block of larger size.            
351  *
352  * -- wli
353  */
354
355 static inline void __free_one_page(struct page *page,
356                 struct zone *zone, unsigned int order)
357 {
358         unsigned long page_idx;
359         int order_size = 1 << order;
360
361         if (unlikely(PageCompound(page)))
362                 destroy_compound_page(page, order);
363
364         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
365
366         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
367         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
368
369         zone->free_pages += order_size;
370         while (order < MAX_ORDER-1) {
371                 unsigned long combined_idx;
372                 struct free_area *area;
373                 struct page *buddy;
374
375                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
376                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
377                         break;          /* Move the buddy up one level. */
378
379                 list_del(&buddy->lru);
380                 area = zone->free_area + order;
381                 area->nr_free--;
382                 rmv_page_order(buddy);
383                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
384                 page = page + (combined_idx - page_idx);
385                 page_idx = combined_idx;
386                 order++;
387         }
388         set_page_order(page, order);
389         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
390         zone->free_area[order].nr_free++;
391 }
392
393 static inline int free_pages_check(struct page *page)
394 {
395         if (unlikely(page_mapcount(page) |
396                 (page->mapping != NULL)  |
397                 (page_count(page) != 0)  |
398                 (page->flags & (
399                         1 << PG_lru     |
400                         1 << PG_private |
401                         1 << PG_locked  |
402                         1 << PG_active  |
403                         1 << PG_reclaim |
404                         1 << PG_slab    |
405                         1 << PG_swapcache |
406                         1 << PG_writeback |
407                         1 << PG_reserved |
408                         1 << PG_buddy ))))
409                 bad_page(page);
410         if (PageDirty(page))
411                 __ClearPageDirty(page);
412         /*
413          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
414          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
415          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
416          */
417         return PageReserved(page);
418 }
419
420 /*
421  * Frees a list of pages. 
422  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
423  * count is the number of pages to free.
424  *
425  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
426  * see if this freeing clears that state.
427  *
428  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
429  * pinned" detection logic.
430  */
431 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
432                                         struct list_head *list, int order)
433 {
434         spin_lock(&zone->lock);
435         zone->all_unreclaimable = 0;
436         zone->pages_scanned = 0;
437         while (count--) {
438                 struct page *page;
439
440                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
441                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
442                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
443                 list_del(&page->lru);
444                 __free_one_page(page, zone, order);
445         }
446         spin_unlock(&zone->lock);
447 }
448
449 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
450 {
451         LIST_HEAD(list);
452         list_add(&page->lru, &list);
453         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
454 }
455
456 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
457 {
458         unsigned long flags;
459         int i;
460         int reserved = 0;
461
462         arch_free_page(page, order);
463         if (!PageHighMem(page))
464                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
465                                            PAGE_SIZE<<order);
466
467         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
468                 reserved += free_pages_check(page + i);
469         if (reserved)
470                 return;
471
472         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
473         local_irq_save(flags);
474         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
475         free_one_page(page_zone(page), page, order);
476         local_irq_restore(flags);
477 }
478
479 /*
480  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
481  */
482 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
483 {
484         if (order == 0) {
485                 __ClearPageReserved(page);
486                 set_page_count(page, 0);
487                 set_page_refcounted(page);
488                 __free_page(page);
489         } else {
490                 int loop;
491
492                 prefetchw(page);
493                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
494                         struct page *p = &page[loop];
495
496                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
497                                 prefetchw(p + 1);
498                         __ClearPageReserved(p);
499                         set_page_count(p, 0);
500                 }
501
502                 set_page_refcounted(page);
503                 __free_pages(page, order);
504         }
505 }
506
507
508 /*
509  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
510  * Please do not alter this order without good reasons and regression
511  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
512  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
513  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
514  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
515  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
516  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
517  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
518  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
519  *
520  * -- wli
521  */
522 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
523         int low, int high, struct free_area *area)
524 {
525         unsigned long size = 1 << high;
526
527         while (high > low) {
528                 area--;
529                 high--;
530                 size >>= 1;
531                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
532                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
533                 area->nr_free++;
534                 set_page_order(&page[size], high);
535         }
536 }
537
538 /*
539  * This page is about to be returned from the page allocator
540  */
541 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
542 {
543         if (unlikely(page_mapcount(page) |
544                 (page->mapping != NULL)  |
545                 (page_count(page) != 0)  |
546                 (page->flags & (
547                         1 << PG_lru     |
548                         1 << PG_private |
549                         1 << PG_locked  |
550                         1 << PG_active  |
551                         1 << PG_dirty   |
552                         1 << PG_reclaim |
553                         1 << PG_slab    |
554                         1 << PG_swapcache |
555                         1 << PG_writeback |
556                         1 << PG_reserved |
557                         1 << PG_buddy ))))
558                 bad_page(page);
559
560         /*
561          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
562          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
563          */
564         if (PageReserved(page))
565                 return 1;
566
567         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
568                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
569                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
570         set_page_private(page, 0);
571         set_page_refcounted(page);
572         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
573
574         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
575                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
576
577         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
578                 prep_compound_page(page, order);
579
580         return 0;
581 }
582
583 /* 
584  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
585  * Call me with the zone->lock already held.
586  */
587 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
588 {
589         struct free_area * area;
590         unsigned int current_order;
591         struct page *page;
592
593         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
594                 area = zone->free_area + current_order;
595                 if (list_empty(&area->free_list))
596                         continue;
597
598                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
599                 list_del(&page->lru);
600                 rmv_page_order(page);
601                 area->nr_free--;
602                 zone->free_pages -= 1UL << order;
603                 expand(zone, page, order, current_order, area);
604                 return page;
605         }
606
607         return NULL;
608 }
609
610 /* 
611  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
612  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
613  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
614  */
615 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
616                         unsigned long count, struct list_head *list)
617 {
618         int i;
619         
620         spin_lock(&zone->lock);
621         for (i = 0; i < count; ++i) {
622                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
623                 if (unlikely(page == NULL))
624                         break;
625                 list_add_tail(&page->lru, list);
626         }
627         spin_unlock(&zone->lock);
628         return i;
629 }
630
631 #ifdef CONFIG_NUMA
632 /*
633  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
634  * belong to the currently executing processor.
635  * Note that this function must be called with the thread pinned to
636  * a single processor.
637  */
638 void drain_node_pages(int nodeid)
639 {
640         int i;
641         enum zone_type z;
642         unsigned long flags;
643
644         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
645                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
646                 struct per_cpu_pageset *pset;
647
648                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
649                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
650                         struct per_cpu_pages *pcp;
651
652                         pcp = &pset->pcp[i];
653                         if (pcp->count) {
654                                 local_irq_save(flags);
655                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
656                                 pcp->count = 0;
657                                 local_irq_restore(flags);
658                         }
659                 }
660         }
661 }
662 #endif
663
664 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
665 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
666 {
667         unsigned long flags;
668         struct zone *zone;
669         int i;
670
671         for_each_zone(zone) {
672                 struct per_cpu_pageset *pset;
673
674                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
675                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
676                         struct per_cpu_pages *pcp;
677
678                         pcp = &pset->pcp[i];
679                         local_irq_save(flags);
680                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
681                         pcp->count = 0;
682                         local_irq_restore(flags);
683                 }
684         }
685 }
686 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
687
688 #ifdef CONFIG_PM
689
690 void mark_free_pages(struct zone *zone)
691 {
692         unsigned long zone_pfn, flags;
693         int order;
694         struct list_head *curr;
695
696         if (!zone->spanned_pages)
697                 return;
698
699         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
700         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
701                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
702
703         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
704                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
705                         unsigned long start_pfn, i;
706
707                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
708
709                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
710                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
711         }
712         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
713 }
714
715 /*
716  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
717  */
718 void drain_local_pages(void)
719 {
720         unsigned long flags;
721
722         local_irq_save(flags);  
723         __drain_pages(smp_processor_id());
724         local_irq_restore(flags);       
725 }
726 #endif /* CONFIG_PM */
727
728 /*
729  * Free a 0-order page
730  */
731 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
732 {
733         struct zone *zone = page_zone(page);
734         struct per_cpu_pages *pcp;
735         unsigned long flags;
736
737         arch_free_page(page, 0);
738
739         if (PageAnon(page))
740                 page->mapping = NULL;
741         if (free_pages_check(page))
742                 return;
743
744         kernel_map_pages(page, 1, 0);
745
746         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
747         local_irq_save(flags);
748         __count_vm_event(PGFREE);
749         list_add(&page->lru, &pcp->list);
750         pcp->count++;
751         if (pcp->count >= pcp->high) {
752                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
753                 pcp->count -= pcp->batch;
754         }
755         local_irq_restore(flags);
756         put_cpu();
757 }
758
759 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
760 {
761         free_hot_cold_page(page, 0);
762 }
763         
764 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
765 {
766         free_hot_cold_page(page, 1);
767 }
768
769 /*
770  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
771  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
772  * Each sub-page must be freed individually.
773  *
774  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
775  * Please consult with lkml before using this in your driver.
776  */
777 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
778 {
779         int i;
780
781         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
782         VM_BUG_ON(!page_count(page));
783         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
784                 set_page_refcounted(page + i);
785 }
786
787 /*
788  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
789  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
790  * or two.
791  */
792 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
793                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
794 {
795         unsigned long flags;
796         struct page *page;
797         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
798         int cpu;
799
800 again:
801         cpu  = get_cpu();
802         if (likely(order == 0)) {
803                 struct per_cpu_pages *pcp;
804
805                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
806                 local_irq_save(flags);
807                 if (!pcp->count) {
808                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
809                                                 pcp->batch, &pcp->list);
810                         if (unlikely(!pcp->count))
811                                 goto failed;
812                 }
813                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
814                 list_del(&page->lru);
815                 pcp->count--;
816         } else {
817                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
818                 page = __rmqueue(zone, order);
819                 spin_unlock(&zone->lock);
820                 if (!page)
821                         goto failed;
822         }
823
824         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
825         zone_statistics(zonelist, zone);
826         local_irq_restore(flags);
827         put_cpu();
828
829         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
830         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
831                 goto again;
832         return page;
833
834 failed:
835         local_irq_restore(flags);
836         put_cpu();
837         return NULL;
838 }
839
840 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
841 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
842 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
843 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
844 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
845 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
846 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
847
848 /*
849  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
850  * of the allocation.
851  */
852 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
853                       int classzone_idx, int alloc_flags)
854 {
855         /* free_pages my go negative - that's OK */
856         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
857         int o;
858
859         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
860                 min -= min / 2;
861         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
862                 min -= min / 4;
863
864         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
865                 return 0;
866         for (o = 0; o < order; o++) {
867                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
868                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
869
870                 /* Require fewer higher order pages to be free */
871                 min >>= 1;
872
873                 if (free_pages <= min)
874                         return 0;
875         }
876         return 1;
877 }
878
879 /*
880  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
881  * a page.
882  */
883 static struct page *
884 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
885                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
886 {
887         struct zone **z = zonelist->zones;
888         struct page *page = NULL;
889         int classzone_idx = zone_idx(*z);
890         struct zone *zone;
891
892         /*
893          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
894          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
895          */
896         do {
897                 zone = *z;
898                 if (unlikely((gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
899                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
900                                 break;
901                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
902                                 !cpuset_zone_allowed(zone, gfp_mask))
903                         continue;
904
905                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
906                         unsigned long mark;
907                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
908                                 mark = zone->pages_min;
909                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
910                                 mark = zone->pages_low;
911                         else
912                                 mark = zone->pages_high;
913                         if (!zone_watermark_ok(zone , order, mark,
914                                     classzone_idx, alloc_flags))
915                                 if (!zone_reclaim_mode ||
916                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
917                                         continue;
918                 }
919
920                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
921                 if (page) {
922                         break;
923                 }
924         } while (*(++z) != NULL);
925         return page;
926 }
927
928 /*
929  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
930  */
931 struct page * fastcall
932 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
933                 struct zonelist *zonelist)
934 {
935         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
936         struct zone **z;
937         struct page *page;
938         struct reclaim_state reclaim_state;
939         struct task_struct *p = current;
940         int do_retry;
941         int alloc_flags;
942         int did_some_progress;
943
944         might_sleep_if(wait);
945
946 restart:
947         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
948
949         if (unlikely(*z == NULL)) {
950                 /* Should this ever happen?? */
951                 return NULL;
952         }
953
954         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
955                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
956         if (page)
957                 goto got_pg;
958
959         do {
960                 wakeup_kswapd(*z, order);
961         } while (*(++z));
962
963         /*
964          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
965          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
966          * to how we want to proceed.
967          *
968          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
969          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
970          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
971          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
972          */
973         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
974         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
975                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
976         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
977                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
978         if (wait)
979                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
980
981         /*
982          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
983          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
984          *
985          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
986          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
987          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
988          */
989         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
990         if (page)
991                 goto got_pg;
992
993         /* This allocation should allow future memory freeing. */
994
995         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
996                         && !in_interrupt()) {
997                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
998 nofail_alloc:
999                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1000                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1001                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1002                         if (page)
1003                                 goto got_pg;
1004                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1005                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1006                                 goto nofail_alloc;
1007                         }
1008                 }
1009                 goto nopage;
1010         }
1011
1012         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1013         if (!wait)
1014                 goto nopage;
1015
1016 rebalance:
1017         cond_resched();
1018
1019         /* We now go into synchronous reclaim */
1020         cpuset_memory_pressure_bump();
1021         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1022         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1023         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1024
1025         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1026
1027         p->reclaim_state = NULL;
1028         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1029
1030         cond_resched();
1031
1032         if (likely(did_some_progress)) {
1033                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1034                                                 zonelist, alloc_flags);
1035                 if (page)
1036                         goto got_pg;
1037         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1038                 /*
1039                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1040                  * very high watermark here, this is only to catch
1041                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1042                  * under heavy pressure.
1043                  */
1044                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1045                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1046                 if (page)
1047                         goto got_pg;
1048
1049                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1050                 goto restart;
1051         }
1052
1053         /*
1054          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1055          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1056          *
1057          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1058          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1059          */
1060         do_retry = 0;
1061         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1062                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1063                         do_retry = 1;
1064                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1065                         do_retry = 1;
1066         }
1067         if (do_retry) {
1068                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1069                 goto rebalance;
1070         }
1071
1072 nopage:
1073         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1074                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1075                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1076                         p->comm, order, gfp_mask);
1077                 dump_stack();
1078                 show_mem();
1079         }
1080 got_pg:
1081         return page;
1082 }
1083
1084 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1085
1086 /*
1087  * Common helper functions.
1088  */
1089 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1090 {
1091         struct page * page;
1092         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1093         if (!page)
1094                 return 0;
1095         return (unsigned long) page_address(page);
1096 }
1097
1098 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1099
1100 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1101 {
1102         struct page * page;
1103
1104         /*
1105          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1106          * a highmem page
1107          */
1108         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1109
1110         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1111         if (page)
1112                 return (unsigned long) page_address(page);
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1117
1118 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1119 {
1120         int i = pagevec_count(pvec);
1121
1122         while (--i >= 0)
1123                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1124 }
1125
1126 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1127 {
1128         if (put_page_testzero(page)) {
1129                 if (order == 0)
1130                         free_hot_page(page);
1131                 else
1132                         __free_pages_ok(page, order);
1133         }
1134 }
1135
1136 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1137
1138 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1139 {
1140         if (addr != 0) {
1141                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1142                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1143         }
1144 }
1145
1146 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1147
1148 /*
1149  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1150  */
1151 unsigned int nr_free_pages(void)
1152 {
1153         unsigned int sum = 0;
1154         struct zone *zone;
1155
1156         for_each_zone(zone)
1157                 sum += zone->free_pages;
1158
1159         return sum;
1160 }
1161
1162 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1163
1164 #ifdef CONFIG_NUMA
1165 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1166 {
1167         unsigned int sum = 0;
1168         enum zone_type i;
1169
1170         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1171                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1172
1173         return sum;
1174 }
1175 #endif
1176
1177 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1178 {
1179         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1180         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1181         unsigned int sum = 0;
1182
1183         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1184         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1185         struct zone *zone;
1186
1187         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1188                 unsigned long size = zone->present_pages;
1189                 unsigned long high = zone->pages_high;
1190                 if (size > high)
1191                         sum += size - high;
1192         }
1193
1194         return sum;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1199  */
1200 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1201 {
1202         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1207  */
1208 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1209 {
1210         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1211 }
1212 #ifdef CONFIG_NUMA
1213 static void show_node(struct zone *zone)
1214 {
1215         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1216 }
1217 #else
1218 #define show_node(zone) do { } while (0)
1219 #endif
1220
1221 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1222 {
1223         val->totalram = totalram_pages;
1224         val->sharedram = 0;
1225         val->freeram = nr_free_pages();
1226         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1227         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1228         val->freehigh = nr_free_highpages();
1229         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1230 }
1231
1232 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1233
1234 #ifdef CONFIG_NUMA
1235 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1236 {
1237         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1238
1239         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1240         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1241 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1242         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1243         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1244 #else
1245         val->totalhigh = 0;
1246         val->freehigh = 0;
1247 #endif
1248         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1249 }
1250 #endif
1251
1252 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1253
1254 /*
1255  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1256  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1257  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1258  */
1259 void show_free_areas(void)
1260 {
1261         int cpu, temperature;
1262         unsigned long active;
1263         unsigned long inactive;
1264         unsigned long free;
1265         struct zone *zone;
1266
1267         for_each_zone(zone) {
1268                 show_node(zone);
1269                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1270
1271                 if (!populated_zone(zone)) {
1272                         printk(" empty\n");
1273                         continue;
1274                 } else
1275                         printk("\n");
1276
1277                 for_each_online_cpu(cpu) {
1278                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1279
1280                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1281
1282                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1283                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1284                                         cpu,
1285                                         temperature ? "cold" : "hot",
1286                                         pageset->pcp[temperature].high,
1287                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1288                                         pageset->pcp[temperature].count);
1289                 }
1290         }
1291
1292         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1293
1294         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1295                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1296                 active,
1297                 inactive,
1298                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1299                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1300                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1301                 nr_free_pages(),
1302                 global_page_state(NR_SLAB),
1303                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1304                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1305
1306         for_each_zone(zone) {
1307                 int i;
1308
1309                 show_node(zone);
1310                 printk("%s"
1311                         " free:%lukB"
1312                         " min:%lukB"
1313                         " low:%lukB"
1314                         " high:%lukB"
1315                         " active:%lukB"
1316                         " inactive:%lukB"
1317                         " present:%lukB"
1318                         " pages_scanned:%lu"
1319                         " all_unreclaimable? %s"
1320                         "\n",
1321                         zone->name,
1322                         K(zone->free_pages),
1323                         K(zone->pages_min),
1324                         K(zone->pages_low),
1325                         K(zone->pages_high),
1326                         K(zone->nr_active),
1327                         K(zone->nr_inactive),
1328                         K(zone->present_pages),
1329                         zone->pages_scanned,
1330                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1331                         );
1332                 printk("lowmem_reserve[]:");
1333                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1334                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1335                 printk("\n");
1336         }
1337
1338         for_each_zone(zone) {
1339                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1340
1341                 show_node(zone);
1342                 printk("%s: ", zone->name);
1343                 if (!populated_zone(zone)) {
1344                         printk("empty\n");
1345                         continue;
1346                 }
1347
1348                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1349                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1350                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1351                         total += nr[order] << order;
1352                 }
1353                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1354                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1355                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1356                 printk("= %lukB\n", K(total));
1357         }
1358
1359         show_swap_cache_info();
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Builds allocation fallback zone lists.
1364  *
1365  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1366  */
1367 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1368                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1369 {
1370         struct zone *zone;
1371
1372         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1373         zone_type++;
1374
1375         do {
1376                 zone_type--;
1377                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1378                 if (populated_zone(zone)) {
1379                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1380                         check_highest_zone(zone_type);
1381                 }
1382
1383         } while (zone_type);
1384         return nr_zones;
1385 }
1386
1387 #ifdef CONFIG_NUMA
1388 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1389 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1390 /**
1391  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1392  * @node: node whose fallback list we're appending
1393  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1394  *
1395  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1396  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1397  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1398  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1399  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1400  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1401  * on them otherwise.
1402  * It returns -1 if no node is found.
1403  */
1404 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1405 {
1406         int n, val;
1407         int min_val = INT_MAX;
1408         int best_node = -1;
1409
1410         /* Use the local node if we haven't already */
1411         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1412                 node_set(node, *used_node_mask);
1413                 return node;
1414         }
1415
1416         for_each_online_node(n) {
1417                 cpumask_t tmp;
1418
1419                 /* Don't want a node to appear more than once */
1420                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1421                         continue;
1422
1423                 /* Use the distance array to find the distance */
1424                 val = node_distance(node, n);
1425
1426                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1427                 val += (n < node);
1428
1429                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1430                 tmp = node_to_cpumask(n);
1431                 if (!cpus_empty(tmp))
1432                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1433
1434                 /* Slight preference for less loaded node */
1435                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1436                 val += node_load[n];
1437
1438                 if (val < min_val) {
1439                         min_val = val;
1440                         best_node = n;
1441                 }
1442         }
1443
1444         if (best_node >= 0)
1445                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1446
1447         return best_node;
1448 }
1449
1450 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1451 {
1452         int j, node, local_node;
1453         enum zone_type i;
1454         int prev_node, load;
1455         struct zonelist *zonelist;
1456         nodemask_t used_mask;
1457
1458         /* initialize zonelists */
1459         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1460                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1461                 zonelist->zones[0] = NULL;
1462         }
1463
1464         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1465         local_node = pgdat->node_id;
1466         load = num_online_nodes();
1467         prev_node = local_node;
1468         nodes_clear(used_mask);
1469         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1470                 int distance = node_distance(local_node, node);
1471
1472                 /*
1473                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1474                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1475                  */
1476                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1477                         zone_reclaim_mode = 1;
1478
1479                 /*
1480                  * We don't want to pressure a particular node.
1481                  * So adding penalty to the first node in same
1482                  * distance group to make it round-robin.
1483                  */
1484
1485                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1486                         node_load[node] += load;
1487                 prev_node = node;
1488                 load--;
1489                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1490                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1491                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1492
1493                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1494                         zonelist->zones[j] = NULL;
1495                 }
1496         }
1497 }
1498
1499 #else   /* CONFIG_NUMA */
1500
1501 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1502 {
1503         int node, local_node;
1504         enum zone_type i,j;
1505
1506         local_node = pgdat->node_id;
1507         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1508                 struct zonelist *zonelist;
1509
1510                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1511
1512                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1513                 /*
1514                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1515                  * of all the other nodes.
1516                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1517                  * building the zones for node N, we make sure that the
1518                  * zones coming right after the local ones are those from
1519                  * node N+1 (modulo N)
1520                  */
1521                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1522                         if (!node_online(node))
1523                                 continue;
1524                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1525                 }
1526                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1527                         if (!node_online(node))
1528                                 continue;
1529                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1530                 }
1531
1532                 zonelist->zones[j] = NULL;
1533         }
1534 }
1535
1536 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1537
1538 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1539 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1540 {
1541         int nid;
1542         for_each_online_node(nid)
1543                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1544         return 0;
1545 }
1546
1547 void __meminit build_all_zonelists(void)
1548 {
1549         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1550                 __build_all_zonelists(0);
1551                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1552         } else {
1553                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1554                    of zonelist */
1555                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1556                 /* cpuset refresh routine should be here */
1557         }
1558         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1559         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1560                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1565  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1566  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1567  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1568  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1569  * conservative, even though it seems large.
1570  *
1571  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1572  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1573  */
1574 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1575
1576 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1577 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1578 {
1579         unsigned long size = 1;
1580
1581         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1582
1583         while (size < pages)
1584                 size <<= 1;
1585
1586         /*
1587          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1588          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1589          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1590          */
1591         size = min(size, 4096UL);
1592
1593         return max(size, 4UL);
1594 }
1595 #else
1596 /*
1597  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1598  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1599  *
1600  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1601  *
1602  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1603  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1604  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1605  *
1606  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1607  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1608  *
1609  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1610  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1611  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1612  */
1613 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1614 {
1615         return 4096UL;
1616 }
1617 #endif
1618
1619 /*
1620  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1621  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1622  * hash function before the remainder is taken.
1623  */
1624 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1625 {
1626         return ffz(~size);
1627 }
1628
1629 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1630
1631 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1632                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1633 {
1634         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1635         enum zone_type i;
1636
1637         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1638                 totalpages += zones_size[i];
1639         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1640
1641         realtotalpages = totalpages;
1642         if (zholes_size)
1643                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1644                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1645         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1646         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1647 }
1648
1649
1650 /*
1651  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1652  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1653  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1654  */
1655 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1656                 unsigned long start_pfn)
1657 {
1658         struct page *page;
1659         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1660         unsigned long pfn;
1661
1662         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1663                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1664                         continue;
1665                 page = pfn_to_page(pfn);
1666                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1667                 init_page_count(page);
1668                 reset_page_mapcount(page);
1669                 SetPageReserved(page);
1670                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1671 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1672                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1673                 if (!is_highmem_idx(zone))
1674                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1675 #endif
1676         }
1677 }
1678
1679 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1680                                 unsigned long size)
1681 {
1682         int order;
1683         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1684                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1685                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1686         }
1687 }
1688
1689 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1690 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, enum zone_type zid,
1691                 unsigned long pfn, unsigned long size)
1692 {
1693         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1694         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1695
1696         if (FLAGS_HAS_NODE)
1697                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1698         else
1699                 for (; snum <= end; snum++)
1700                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1701 }
1702
1703 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1704 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1705         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1706 #endif
1707
1708 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1709 {
1710         int batch;
1711
1712         /*
1713          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1714          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1715          *
1716          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1717          */
1718         batch = zone->present_pages / 1024;
1719         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1720                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1721         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1722         if (batch < 1)
1723                 batch = 1;
1724
1725         /*
1726          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1727          * of 2 value was found to be more likely to have
1728          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1729          *
1730          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1731          * batches of pages, one task can end up with a lot
1732          * of pages of one half of the possible page colors
1733          * and the other with pages of the other colors.
1734          */
1735         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1736
1737         return batch;
1738 }
1739
1740 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1741 {
1742         struct per_cpu_pages *pcp;
1743
1744         memset(p, 0, sizeof(*p));
1745
1746         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1747         pcp->count = 0;
1748         pcp->high = 6 * batch;
1749         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1750         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1751
1752         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1753         pcp->count = 0;
1754         pcp->high = 2 * batch;
1755         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1756         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1761  * to the value high for the pageset p.
1762  */
1763
1764 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1765                                 unsigned long high)
1766 {
1767         struct per_cpu_pages *pcp;
1768
1769         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1770         pcp->high = high;
1771         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1772         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1773                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1774 }
1775
1776
1777 #ifdef CONFIG_NUMA
1778 /*
1779  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1780  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1781  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1782  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1783  * with interrupts disabled.
1784  *
1785  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1786  *
1787  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1788  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1789  * hotplugged processors.
1790  *
1791  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1792  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1793  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1794  */
1795 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1796
1797 /*
1798  * Dynamically allocate memory for the
1799  * per cpu pageset array in struct zone.
1800  */
1801 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1802 {
1803         struct zone *zone, *dzone;
1804
1805         for_each_zone(zone) {
1806
1807                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1808                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1809                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1810                         goto bad;
1811
1812                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1813
1814                 if (percpu_pagelist_fraction)
1815                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1816                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1817         }
1818
1819         return 0;
1820 bad:
1821         for_each_zone(dzone) {
1822                 if (dzone == zone)
1823                         break;
1824                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1825                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1826         }
1827         return -ENOMEM;
1828 }
1829
1830 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1831 {
1832         struct zone *zone;
1833
1834         for_each_zone(zone) {
1835                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1836
1837                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1838                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1839                         kfree(pset);
1840                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1841         }
1842 }
1843
1844 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1845                 unsigned long action,
1846                 void *hcpu)
1847 {
1848         int cpu = (long)hcpu;
1849         int ret = NOTIFY_OK;
1850
1851         switch (action) {
1852                 case CPU_UP_PREPARE:
1853                         if (process_zones(cpu))
1854                                 ret = NOTIFY_BAD;
1855                         break;
1856                 case CPU_UP_CANCELED:
1857                 case CPU_DEAD:
1858                         free_zone_pagesets(cpu);
1859                         break;
1860                 default:
1861                         break;
1862         }
1863         return ret;
1864 }
1865
1866 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1867         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1868
1869 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1870 {
1871         int err;
1872
1873         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1874          * A cpuup callback will do this for every cpu
1875          * as it comes online
1876          */
1877         err = process_zones(smp_processor_id());
1878         BUG_ON(err);
1879         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1880 }
1881
1882 #endif
1883
1884 static __meminit
1885 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1886 {
1887         int i;
1888         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1889         size_t alloc_size;
1890
1891         /*
1892          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1893          * per zone.
1894          */
1895         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1896                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1897         zone->wait_table_bits =
1898                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1899         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1900                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1901
1902         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1903                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1904                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1905         } else {
1906                 /*
1907                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1908                  * via memory hot-add.
1909                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1910                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1911                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1912                  * node itself as well.
1913                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1914                  * necessary.
1915                  */
1916                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1917         }
1918         if (!zone->wait_table)
1919                 return -ENOMEM;
1920
1921         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1922                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1923
1924         return 0;
1925 }
1926
1927 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1928 {
1929         int cpu;
1930         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1931
1932         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1933 #ifdef CONFIG_NUMA
1934                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1935                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1936                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1937 #else
1938                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1939 #endif
1940         }
1941         if (zone->present_pages)
1942                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1943                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1944 }
1945
1946 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1947                                         unsigned long zone_start_pfn,
1948                                         unsigned long size)
1949 {
1950         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1951         int ret;
1952         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1953         if (ret)
1954                 return ret;
1955         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1956
1957         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1958
1959         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1960
1961         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1962
1963         return 0;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Set up the zone data structures:
1968  *   - mark all pages reserved
1969  *   - mark all memory queues empty
1970  *   - clear the memory bitmaps
1971  */
1972 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1973                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1974 {
1975         enum zone_type j;
1976         int nid = pgdat->node_id;
1977         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1978         int ret;
1979
1980         pgdat_resize_init(pgdat);
1981         pgdat->nr_zones = 0;
1982         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1983         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1984         
1985         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1986                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1987                 unsigned long size, realsize;
1988
1989                 realsize = size = zones_size[j];
1990                 if (zholes_size)
1991                         realsize -= zholes_size[j];
1992
1993                 if (!is_highmem_idx(j))
1994                         nr_kernel_pages += realsize;
1995                 nr_all_pages += realsize;
1996
1997                 zone->spanned_pages = size;
1998                 zone->present_pages = realsize;
1999 #ifdef CONFIG_NUMA
2000                 zone->min_unmapped_ratio = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2001                                                 / 100;
2002 #endif
2003                 zone->name = zone_names[j];
2004                 spin_lock_init(&zone->lock);
2005                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2006                 zone_seqlock_init(zone);
2007                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2008                 zone->free_pages = 0;
2009
2010                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2011
2012                 zone_pcp_init(zone);
2013                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2014                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2015                 zone->nr_scan_active = 0;
2016                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2017                 zone->nr_active = 0;
2018                 zone->nr_inactive = 0;
2019                 zap_zone_vm_stats(zone);
2020                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2021                 if (!size)
2022                         continue;
2023
2024                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2025                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2026                 BUG_ON(ret);
2027                 zone_start_pfn += size;
2028         }
2029 }
2030
2031 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2032 {
2033         /* Skip empty nodes */
2034         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2035                 return;
2036
2037 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2038         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2039         if (!pgdat->node_mem_map) {
2040                 unsigned long size, start, end;
2041                 struct page *map;
2042
2043                 /*
2044                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2045                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2046                  * for the buddy allocator to function correctly.
2047                  */
2048                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2049                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2050                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2051                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2052                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2053                 if (!map)
2054                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2055                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2056         }
2057 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2058         /*
2059          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2060          */
2061         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2062                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2063 #endif
2064 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2065 }
2066
2067 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2068                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2069                 unsigned long *zholes_size)
2070 {
2071         pgdat->node_id = nid;
2072         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2073         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2074
2075         alloc_node_mem_map(pgdat);
2076
2077         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2078 }
2079
2080 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2081 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2082 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2083
2084 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2085 #endif
2086
2087 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2088 {
2089         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2090                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2091 }
2092
2093 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2094 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2095                                  unsigned long action, void *hcpu)
2096 {
2097         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2098
2099         if (action == CPU_DEAD) {
2100                 local_irq_disable();
2101                 __drain_pages(cpu);
2102                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2103                 local_irq_enable();
2104                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2105         }
2106         return NOTIFY_OK;
2107 }
2108 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2109
2110 void __init page_alloc_init(void)
2111 {
2112         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2113 }
2114
2115 /*
2116  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2117  *      or min_free_kbytes changes.
2118  */
2119 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2120 {
2121         struct pglist_data *pgdat;
2122         unsigned long reserve_pages = 0;
2123         enum zone_type i, j;
2124
2125         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2126                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2127                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2128                         unsigned long max = 0;
2129
2130                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2131                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2132                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2133                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2134                         }
2135
2136                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2137                         max += zone->pages_high;
2138
2139                         if (max > zone->present_pages)
2140                                 max = zone->present_pages;
2141                         reserve_pages += max;
2142                 }
2143         }
2144         totalreserve_pages = reserve_pages;
2145 }
2146
2147 /*
2148  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2149  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2150  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2151  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2152  */
2153 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2154 {
2155         struct pglist_data *pgdat;
2156         enum zone_type j, idx;
2157
2158         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2159                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2160                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2161                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2162
2163                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2164
2165                         idx = j;
2166                         while (idx) {
2167                                 struct zone *lower_zone;
2168
2169                                 idx--;
2170
2171                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2172                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2173
2174                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2175                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2176                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2177                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2178                         }
2179                 }
2180         }
2181
2182         /* update totalreserve_pages */
2183         calculate_totalreserve_pages();
2184 }
2185
2186 /*
2187  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2188  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2189  *      with respect to min_free_kbytes.
2190  */
2191 void setup_per_zone_pages_min(void)
2192 {
2193         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2194         unsigned long lowmem_pages = 0;
2195         struct zone *zone;
2196         unsigned long flags;
2197
2198         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2199         for_each_zone(zone) {
2200                 if (!is_highmem(zone))
2201                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2202         }
2203
2204         for_each_zone(zone) {
2205                 u64 tmp;
2206
2207                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2208                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2209                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2210                 if (is_highmem(zone)) {
2211                         /*
2212                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2213                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2214                          * value here.
2215                          *
2216                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2217                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2218                          * not be capped for highmem.
2219                          */
2220                         int min_pages;
2221
2222                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2223                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2224                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2225                         if (min_pages > 128)
2226                                 min_pages = 128;
2227                         zone->pages_min = min_pages;
2228                 } else {
2229                         /*
2230                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2231                          * proportionate to the zone's size.
2232                          */
2233                         zone->pages_min = tmp;
2234                 }
2235
2236                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2237                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2238                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2239         }
2240
2241         /* update totalreserve_pages */
2242         calculate_totalreserve_pages();
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Initialise min_free_kbytes.
2247  *
2248  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2249  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2250  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2251  *
2252  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2253  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2254  *
2255  * which yields
2256  *
2257  * 16MB:        512k
2258  * 32MB:        724k
2259  * 64MB:        1024k
2260  * 128MB:       1448k
2261  * 256MB:       2048k
2262  * 512MB:       2896k
2263  * 1024MB:      4096k
2264  * 2048MB:      5792k
2265  * 4096MB:      8192k
2266  * 8192MB:      11584k
2267  * 16384MB:     16384k
2268  */
2269 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2270 {
2271         unsigned long lowmem_kbytes;
2272
2273         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2274
2275         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2276         if (min_free_kbytes < 128)
2277                 min_free_kbytes = 128;
2278         if (min_free_kbytes > 65536)
2279                 min_free_kbytes = 65536;
2280         setup_per_zone_pages_min();
2281         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2282         return 0;
2283 }
2284 module_init(init_per_zone_pages_min)
2285
2286 /*
2287  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2288  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2289  *      changes.
2290  */
2291 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2292         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2293 {
2294         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2295         setup_per_zone_pages_min();
2296         return 0;
2297 }
2298
2299 #ifdef CONFIG_NUMA
2300 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2301         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2302 {
2303         struct zone *zone;
2304         int rc;
2305
2306         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2307         if (rc)
2308                 return rc;
2309
2310         for_each_zone(zone)
2311                 zone->min_unmapped_ratio = (zone->present_pages *
2312                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2313         return 0;
2314 }
2315 #endif
2316
2317 /*
2318  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2319  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2320  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2321  *
2322  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2323  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2324  * if in function of the boot time zone sizes.
2325  */
2326 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2327         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2328 {
2329         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2330         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2336  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2337  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2338  */
2339
2340 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2341         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2342 {
2343         struct zone *zone;
2344         unsigned int cpu;
2345         int ret;
2346
2347         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2348         if (!write || (ret == -EINVAL))
2349                 return ret;
2350         for_each_zone(zone) {
2351                 for_each_online_cpu(cpu) {
2352                         unsigned long  high;
2353                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2354                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2355                 }
2356         }
2357         return 0;
2358 }
2359
2360 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2361
2362 #ifdef CONFIG_NUMA
2363 static int __init set_hashdist(char *str)
2364 {
2365         if (!str)
2366                 return 0;
2367         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2368         return 1;
2369 }
2370 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2371 #endif
2372
2373 /*
2374  * allocate a large system hash table from bootmem
2375  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2376  *   quantity of entries
2377  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2378  */
2379 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2380                                      unsigned long bucketsize,
2381                                      unsigned long numentries,
2382                                      int scale,
2383                                      int flags,
2384                                      unsigned int *_hash_shift,
2385                                      unsigned int *_hash_mask,
2386                                      unsigned long limit)
2387 {
2388         unsigned long long max = limit;
2389         unsigned long log2qty, size;
2390         void *table = NULL;
2391
2392         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2393         if (!numentries) {
2394                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2395                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2396                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2397                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2398                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2399
2400                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2401                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2402                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2403                 else
2404                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2405         }
2406         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2407
2408         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2409         if (max == 0) {
2410                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2411                 do_div(max, bucketsize);
2412         }
2413
2414         if (numentries > max)
2415                 numentries = max;
2416
2417         log2qty = long_log2(numentries);
2418
2419         do {
2420                 size = bucketsize << log2qty;
2421                 if (flags & HASH_EARLY)
2422                         table = alloc_bootmem(size);
2423                 else if (hashdist)
2424                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2425                 else {
2426                         unsigned long order;
2427                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2428                                 ;
2429                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2430                 }
2431         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2432
2433         if (!table)
2434                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2435
2436         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2437                tablename,
2438                (1U << log2qty),
2439                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2440                size);
2441
2442         if (_hash_shift)
2443                 *_hash_shift = log2qty;
2444         if (_hash_mask)
2445                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2446
2447         return table;
2448 }
2449
2450 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2451 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2452 {
2453         return __pfn_to_page(pfn);
2454 }
2455 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2456 {
2457         return __page_to_pfn(page);
2458 }
2459 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2460 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2461 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */