[PATCH] mm: do not check unpopulated zones for draining and counter updates
[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         spin_lock(&zone->lock);
452         zone->all_unreclaimable = 0;
453         zone->pages_scanned = 0;
454         __free_one_page(page, zone ,order);
455         spin_unlock(&zone->lock);
456 }
457
458 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
459 {
460         unsigned long flags;
461         int i;
462         int reserved = 0;
463
464         arch_free_page(page, order);
465         if (!PageHighMem(page))
466                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
467                                            PAGE_SIZE<<order);
468
469         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
470                 reserved += free_pages_check(page + i);
471         if (reserved)
472                 return;
473
474         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
475         local_irq_save(flags);
476         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
477         free_one_page(page_zone(page), page, order);
478         local_irq_restore(flags);
479 }
480
481 /*
482  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
483  */
484 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
485 {
486         if (order == 0) {
487                 __ClearPageReserved(page);
488                 set_page_count(page, 0);
489                 set_page_refcounted(page);
490                 __free_page(page);
491         } else {
492                 int loop;
493
494                 prefetchw(page);
495                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
496                         struct page *p = &page[loop];
497
498                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
499                                 prefetchw(p + 1);
500                         __ClearPageReserved(p);
501                         set_page_count(p, 0);
502                 }
503
504                 set_page_refcounted(page);
505                 __free_pages(page, order);
506         }
507 }
508
509
510 /*
511  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
512  * Please do not alter this order without good reasons and regression
513  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
514  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
515  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
516  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
517  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
518  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
519  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
520  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
521  *
522  * -- wli
523  */
524 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
525         int low, int high, struct free_area *area)
526 {
527         unsigned long size = 1 << high;
528
529         while (high > low) {
530                 area--;
531                 high--;
532                 size >>= 1;
533                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
534                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
535                 area->nr_free++;
536                 set_page_order(&page[size], high);
537         }
538 }
539
540 /*
541  * This page is about to be returned from the page allocator
542  */
543 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
544 {
545         if (unlikely(page_mapcount(page) |
546                 (page->mapping != NULL)  |
547                 (page_count(page) != 0)  |
548                 (page->flags & (
549                         1 << PG_lru     |
550                         1 << PG_private |
551                         1 << PG_locked  |
552                         1 << PG_active  |
553                         1 << PG_dirty   |
554                         1 << PG_reclaim |
555                         1 << PG_slab    |
556                         1 << PG_swapcache |
557                         1 << PG_writeback |
558                         1 << PG_reserved |
559                         1 << PG_buddy ))))
560                 bad_page(page);
561
562         /*
563          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
564          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
565          */
566         if (PageReserved(page))
567                 return 1;
568
569         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
570                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
571                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
572         set_page_private(page, 0);
573         set_page_refcounted(page);
574         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
575
576         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
577                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
578
579         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
580                 prep_compound_page(page, order);
581
582         return 0;
583 }
584
585 /* 
586  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
587  * Call me with the zone->lock already held.
588  */
589 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
590 {
591         struct free_area * area;
592         unsigned int current_order;
593         struct page *page;
594
595         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
596                 area = zone->free_area + current_order;
597                 if (list_empty(&area->free_list))
598                         continue;
599
600                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
601                 list_del(&page->lru);
602                 rmv_page_order(page);
603                 area->nr_free--;
604                 zone->free_pages -= 1UL << order;
605                 expand(zone, page, order, current_order, area);
606                 return page;
607         }
608
609         return NULL;
610 }
611
612 /* 
613  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
614  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
615  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
616  */
617 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
618                         unsigned long count, struct list_head *list)
619 {
620         int i;
621         
622         spin_lock(&zone->lock);
623         for (i = 0; i < count; ++i) {
624                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
625                 if (unlikely(page == NULL))
626                         break;
627                 list_add_tail(&page->lru, list);
628         }
629         spin_unlock(&zone->lock);
630         return i;
631 }
632
633 #ifdef CONFIG_NUMA
634 /*
635  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
636  * belongs to the currently executing processor.
637  * Note that this function must be called with the thread pinned to
638  * a single processor.
639  */
640 void drain_node_pages(int nodeid)
641 {
642         int i;
643         enum zone_type z;
644         unsigned long flags;
645
646         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
647                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
648                 struct per_cpu_pageset *pset;
649
650                 if (!populated_zone(zone))
651                         continue;
652
653                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
654                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
655                         struct per_cpu_pages *pcp;
656
657                         pcp = &pset->pcp[i];
658                         if (pcp->count) {
659                                 local_irq_save(flags);
660                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
661                                 pcp->count = 0;
662                                 local_irq_restore(flags);
663                         }
664                 }
665         }
666 }
667 #endif
668
669 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
670 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
671 {
672         unsigned long flags;
673         struct zone *zone;
674         int i;
675
676         for_each_zone(zone) {
677                 struct per_cpu_pageset *pset;
678
679                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
680                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
681                         struct per_cpu_pages *pcp;
682
683                         pcp = &pset->pcp[i];
684                         local_irq_save(flags);
685                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
686                         pcp->count = 0;
687                         local_irq_restore(flags);
688                 }
689         }
690 }
691 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
692
693 #ifdef CONFIG_PM
694
695 void mark_free_pages(struct zone *zone)
696 {
697         unsigned long zone_pfn, flags;
698         int order;
699         struct list_head *curr;
700
701         if (!zone->spanned_pages)
702                 return;
703
704         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
705         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
706                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
707
708         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
709                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
710                         unsigned long start_pfn, i;
711
712                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
713
714                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
715                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
716         }
717         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
718 }
719
720 /*
721  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
722  */
723 void drain_local_pages(void)
724 {
725         unsigned long flags;
726
727         local_irq_save(flags);  
728         __drain_pages(smp_processor_id());
729         local_irq_restore(flags);       
730 }
731 #endif /* CONFIG_PM */
732
733 /*
734  * Free a 0-order page
735  */
736 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
737 {
738         struct zone *zone = page_zone(page);
739         struct per_cpu_pages *pcp;
740         unsigned long flags;
741
742         arch_free_page(page, 0);
743
744         if (PageAnon(page))
745                 page->mapping = NULL;
746         if (free_pages_check(page))
747                 return;
748
749         kernel_map_pages(page, 1, 0);
750
751         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
752         local_irq_save(flags);
753         __count_vm_event(PGFREE);
754         list_add(&page->lru, &pcp->list);
755         pcp->count++;
756         if (pcp->count >= pcp->high) {
757                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
758                 pcp->count -= pcp->batch;
759         }
760         local_irq_restore(flags);
761         put_cpu();
762 }
763
764 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
765 {
766         free_hot_cold_page(page, 0);
767 }
768         
769 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
770 {
771         free_hot_cold_page(page, 1);
772 }
773
774 /*
775  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
776  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
777  * Each sub-page must be freed individually.
778  *
779  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
780  * Please consult with lkml before using this in your driver.
781  */
782 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
783 {
784         int i;
785
786         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
787         VM_BUG_ON(!page_count(page));
788         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
789                 set_page_refcounted(page + i);
790 }
791
792 /*
793  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
794  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
795  * or two.
796  */
797 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
798                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
799 {
800         unsigned long flags;
801         struct page *page;
802         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
803         int cpu;
804
805 again:
806         cpu  = get_cpu();
807         if (likely(order == 0)) {
808                 struct per_cpu_pages *pcp;
809
810                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
811                 local_irq_save(flags);
812                 if (!pcp->count) {
813                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
814                                                 pcp->batch, &pcp->list);
815                         if (unlikely(!pcp->count))
816                                 goto failed;
817                 }
818                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
819                 list_del(&page->lru);
820                 pcp->count--;
821         } else {
822                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
823                 page = __rmqueue(zone, order);
824                 spin_unlock(&zone->lock);
825                 if (!page)
826                         goto failed;
827         }
828
829         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
830         zone_statistics(zonelist, zone);
831         local_irq_restore(flags);
832         put_cpu();
833
834         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
835         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
836                 goto again;
837         return page;
838
839 failed:
840         local_irq_restore(flags);
841         put_cpu();
842         return NULL;
843 }
844
845 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
846 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
847 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
848 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
849 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
850 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
851 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
852
853 /*
854  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
855  * of the allocation.
856  */
857 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
858                       int classzone_idx, int alloc_flags)
859 {
860         /* free_pages my go negative - that's OK */
861         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
862         int o;
863
864         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
865                 min -= min / 2;
866         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
867                 min -= min / 4;
868
869         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
870                 return 0;
871         for (o = 0; o < order; o++) {
872                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
873                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
874
875                 /* Require fewer higher order pages to be free */
876                 min >>= 1;
877
878                 if (free_pages <= min)
879                         return 0;
880         }
881         return 1;
882 }
883
884 /*
885  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
886  * a page.
887  */
888 static struct page *
889 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
890                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
891 {
892         struct zone **z = zonelist->zones;
893         struct page *page = NULL;
894         int classzone_idx = zone_idx(*z);
895         struct zone *zone;
896
897         /*
898          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
899          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
900          */
901         do {
902                 zone = *z;
903                 if (unlikely((gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
904                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
905                                 break;
906                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
907                                 !cpuset_zone_allowed(zone, gfp_mask))
908                         continue;
909
910                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
911                         unsigned long mark;
912                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
913                                 mark = zone->pages_min;
914                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
915                                 mark = zone->pages_low;
916                         else
917                                 mark = zone->pages_high;
918                         if (!zone_watermark_ok(zone , order, mark,
919                                     classzone_idx, alloc_flags))
920                                 if (!zone_reclaim_mode ||
921                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
922                                         continue;
923                 }
924
925                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
926                 if (page) {
927                         break;
928                 }
929         } while (*(++z) != NULL);
930         return page;
931 }
932
933 /*
934  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
935  */
936 struct page * fastcall
937 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
938                 struct zonelist *zonelist)
939 {
940         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
941         struct zone **z;
942         struct page *page;
943         struct reclaim_state reclaim_state;
944         struct task_struct *p = current;
945         int do_retry;
946         int alloc_flags;
947         int did_some_progress;
948
949         might_sleep_if(wait);
950
951 restart:
952         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
953
954         if (unlikely(*z == NULL)) {
955                 /* Should this ever happen?? */
956                 return NULL;
957         }
958
959         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
960                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
961         if (page)
962                 goto got_pg;
963
964         do {
965                 wakeup_kswapd(*z, order);
966         } while (*(++z));
967
968         /*
969          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
970          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
971          * to how we want to proceed.
972          *
973          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
974          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
975          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
976          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
977          */
978         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
979         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
980                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
981         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
982                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
983         if (wait)
984                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
985
986         /*
987          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
988          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
989          *
990          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
991          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
992          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
993          */
994         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
995         if (page)
996                 goto got_pg;
997
998         /* This allocation should allow future memory freeing. */
999
1000         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1001                         && !in_interrupt()) {
1002                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1003 nofail_alloc:
1004                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1005                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1006                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1007                         if (page)
1008                                 goto got_pg;
1009                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1010                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1011                                 goto nofail_alloc;
1012                         }
1013                 }
1014                 goto nopage;
1015         }
1016
1017         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1018         if (!wait)
1019                 goto nopage;
1020
1021 rebalance:
1022         cond_resched();
1023
1024         /* We now go into synchronous reclaim */
1025         cpuset_memory_pressure_bump();
1026         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1027         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1028         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1029
1030         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1031
1032         p->reclaim_state = NULL;
1033         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1034
1035         cond_resched();
1036
1037         if (likely(did_some_progress)) {
1038                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1039                                                 zonelist, alloc_flags);
1040                 if (page)
1041                         goto got_pg;
1042         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1043                 /*
1044                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1045                  * very high watermark here, this is only to catch
1046                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1047                  * under heavy pressure.
1048                  */
1049                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1050                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1051                 if (page)
1052                         goto got_pg;
1053
1054                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1055                 goto restart;
1056         }
1057
1058         /*
1059          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1060          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1061          *
1062          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1063          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1064          */
1065         do_retry = 0;
1066         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1067                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1068                         do_retry = 1;
1069                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1070                         do_retry = 1;
1071         }
1072         if (do_retry) {
1073                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1074                 goto rebalance;
1075         }
1076
1077 nopage:
1078         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1079                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1080                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1081                         p->comm, order, gfp_mask);
1082                 dump_stack();
1083                 show_mem();
1084         }
1085 got_pg:
1086         return page;
1087 }
1088
1089 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1090
1091 /*
1092  * Common helper functions.
1093  */
1094 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1095 {
1096         struct page * page;
1097         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1098         if (!page)
1099                 return 0;
1100         return (unsigned long) page_address(page);
1101 }
1102
1103 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1104
1105 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1106 {
1107         struct page * page;
1108
1109         /*
1110          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1111          * a highmem page
1112          */
1113         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1114
1115         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1116         if (page)
1117                 return (unsigned long) page_address(page);
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1122
1123 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1124 {
1125         int i = pagevec_count(pvec);
1126
1127         while (--i >= 0)
1128                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1129 }
1130
1131 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1132 {
1133         if (put_page_testzero(page)) {
1134                 if (order == 0)
1135                         free_hot_page(page);
1136                 else
1137                         __free_pages_ok(page, order);
1138         }
1139 }
1140
1141 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1142
1143 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1144 {
1145         if (addr != 0) {
1146                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1147                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1148         }
1149 }
1150
1151 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1152
1153 /*
1154  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1155  */
1156 unsigned int nr_free_pages(void)
1157 {
1158         unsigned int sum = 0;
1159         struct zone *zone;
1160
1161         for_each_zone(zone)
1162                 sum += zone->free_pages;
1163
1164         return sum;
1165 }
1166
1167 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1168
1169 #ifdef CONFIG_NUMA
1170 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1171 {
1172         unsigned int sum = 0;
1173         enum zone_type i;
1174
1175         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1176                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1177
1178         return sum;
1179 }
1180 #endif
1181
1182 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1183 {
1184         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1185         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1186         unsigned int sum = 0;
1187
1188         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1189         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1190         struct zone *zone;
1191
1192         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1193                 unsigned long size = zone->present_pages;
1194                 unsigned long high = zone->pages_high;
1195                 if (size > high)
1196                         sum += size - high;
1197         }
1198
1199         return sum;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1204  */
1205 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1206 {
1207         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1212  */
1213 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1214 {
1215         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1216 }
1217 #ifdef CONFIG_NUMA
1218 static void show_node(struct zone *zone)
1219 {
1220         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1221 }
1222 #else
1223 #define show_node(zone) do { } while (0)
1224 #endif
1225
1226 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1227 {
1228         val->totalram = totalram_pages;
1229         val->sharedram = 0;
1230         val->freeram = nr_free_pages();
1231         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1232         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1233         val->freehigh = nr_free_highpages();
1234         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1235 }
1236
1237 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1238
1239 #ifdef CONFIG_NUMA
1240 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1241 {
1242         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1243
1244         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1245         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1246 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1247         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1248         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1249 #else
1250         val->totalhigh = 0;
1251         val->freehigh = 0;
1252 #endif
1253         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1254 }
1255 #endif
1256
1257 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1258
1259 /*
1260  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1261  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1262  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1263  */
1264 void show_free_areas(void)
1265 {
1266         int cpu, temperature;
1267         unsigned long active;
1268         unsigned long inactive;
1269         unsigned long free;
1270         struct zone *zone;
1271
1272         for_each_zone(zone) {
1273                 show_node(zone);
1274                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1275
1276                 if (!populated_zone(zone)) {
1277                         printk(" empty\n");
1278                         continue;
1279                 } else
1280                         printk("\n");
1281
1282                 for_each_online_cpu(cpu) {
1283                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1284
1285                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1286
1287                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1288                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1289                                         cpu,
1290                                         temperature ? "cold" : "hot",
1291                                         pageset->pcp[temperature].high,
1292                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1293                                         pageset->pcp[temperature].count);
1294                 }
1295         }
1296
1297         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1298
1299         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1300                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1301                 active,
1302                 inactive,
1303                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1304                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1305                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1306                 nr_free_pages(),
1307                 global_page_state(NR_SLAB),
1308                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1309                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1310
1311         for_each_zone(zone) {
1312                 int i;
1313
1314                 show_node(zone);
1315                 printk("%s"
1316                         " free:%lukB"
1317                         " min:%lukB"
1318                         " low:%lukB"
1319                         " high:%lukB"
1320                         " active:%lukB"
1321                         " inactive:%lukB"
1322                         " present:%lukB"
1323                         " pages_scanned:%lu"
1324                         " all_unreclaimable? %s"
1325                         "\n",
1326                         zone->name,
1327                         K(zone->free_pages),
1328                         K(zone->pages_min),
1329                         K(zone->pages_low),
1330                         K(zone->pages_high),
1331                         K(zone->nr_active),
1332                         K(zone->nr_inactive),
1333                         K(zone->present_pages),
1334                         zone->pages_scanned,
1335                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1336                         );
1337                 printk("lowmem_reserve[]:");
1338                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1339                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1340                 printk("\n");
1341         }
1342
1343         for_each_zone(zone) {
1344                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1345
1346                 show_node(zone);
1347                 printk("%s: ", zone->name);
1348                 if (!populated_zone(zone)) {
1349                         printk("empty\n");
1350                         continue;
1351                 }
1352
1353                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1354                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1355                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1356                         total += nr[order] << order;
1357                 }
1358                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1359                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1360                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1361                 printk("= %lukB\n", K(total));
1362         }
1363
1364         show_swap_cache_info();
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Builds allocation fallback zone lists.
1369  *
1370  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1371  */
1372 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1373                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1374 {
1375         struct zone *zone;
1376
1377         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1378         zone_type++;
1379
1380         do {
1381                 zone_type--;
1382                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1383                 if (populated_zone(zone)) {
1384                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1385                         check_highest_zone(zone_type);
1386                 }
1387
1388         } while (zone_type);
1389         return nr_zones;
1390 }
1391
1392 #ifdef CONFIG_NUMA
1393 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1394 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1395 /**
1396  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1397  * @node: node whose fallback list we're appending
1398  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1399  *
1400  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1401  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1402  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1403  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1404  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1405  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1406  * on them otherwise.
1407  * It returns -1 if no node is found.
1408  */
1409 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1410 {
1411         int n, val;
1412         int min_val = INT_MAX;
1413         int best_node = -1;
1414
1415         /* Use the local node if we haven't already */
1416         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1417                 node_set(node, *used_node_mask);
1418                 return node;
1419         }
1420
1421         for_each_online_node(n) {
1422                 cpumask_t tmp;
1423
1424                 /* Don't want a node to appear more than once */
1425                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1426                         continue;
1427
1428                 /* Use the distance array to find the distance */
1429                 val = node_distance(node, n);
1430
1431                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1432                 val += (n < node);
1433
1434                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1435                 tmp = node_to_cpumask(n);
1436                 if (!cpus_empty(tmp))
1437                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1438
1439                 /* Slight preference for less loaded node */
1440                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1441                 val += node_load[n];
1442
1443                 if (val < min_val) {
1444                         min_val = val;
1445                         best_node = n;
1446                 }
1447         }
1448
1449         if (best_node >= 0)
1450                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1451
1452         return best_node;
1453 }
1454
1455 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1456 {
1457         int j, node, local_node;
1458         enum zone_type i;
1459         int prev_node, load;
1460         struct zonelist *zonelist;
1461         nodemask_t used_mask;
1462
1463         /* initialize zonelists */
1464         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1465                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1466                 zonelist->zones[0] = NULL;
1467         }
1468
1469         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1470         local_node = pgdat->node_id;
1471         load = num_online_nodes();
1472         prev_node = local_node;
1473         nodes_clear(used_mask);
1474         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1475                 int distance = node_distance(local_node, node);
1476
1477                 /*
1478                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1479                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1480                  */
1481                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1482                         zone_reclaim_mode = 1;
1483
1484                 /*
1485                  * We don't want to pressure a particular node.
1486                  * So adding penalty to the first node in same
1487                  * distance group to make it round-robin.
1488                  */
1489
1490                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1491                         node_load[node] += load;
1492                 prev_node = node;
1493                 load--;
1494                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1495                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1496                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1497
1498                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1499                         zonelist->zones[j] = NULL;
1500                 }
1501         }
1502 }
1503
1504 #else   /* CONFIG_NUMA */
1505
1506 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1507 {
1508         int node, local_node;
1509         enum zone_type i,j;
1510
1511         local_node = pgdat->node_id;
1512         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1513                 struct zonelist *zonelist;
1514
1515                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1516
1517                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1518                 /*
1519                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1520                  * of all the other nodes.
1521                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1522                  * building the zones for node N, we make sure that the
1523                  * zones coming right after the local ones are those from
1524                  * node N+1 (modulo N)
1525                  */
1526                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1527                         if (!node_online(node))
1528                                 continue;
1529                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1530                 }
1531                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1532                         if (!node_online(node))
1533                                 continue;
1534                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1535                 }
1536
1537                 zonelist->zones[j] = NULL;
1538         }
1539 }
1540
1541 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1542
1543 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1544 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1545 {
1546         int nid;
1547         for_each_online_node(nid)
1548                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1549         return 0;
1550 }
1551
1552 void __meminit build_all_zonelists(void)
1553 {
1554         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1555                 __build_all_zonelists(0);
1556                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1557         } else {
1558                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1559                    of zonelist */
1560                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1561                 /* cpuset refresh routine should be here */
1562         }
1563         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1564         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1565                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1570  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1571  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1572  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1573  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1574  * conservative, even though it seems large.
1575  *
1576  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1577  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1578  */
1579 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1580
1581 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1582 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1583 {
1584         unsigned long size = 1;
1585
1586         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1587
1588         while (size < pages)
1589                 size <<= 1;
1590
1591         /*
1592          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1593          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1594          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1595          */
1596         size = min(size, 4096UL);
1597
1598         return max(size, 4UL);
1599 }
1600 #else
1601 /*
1602  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1603  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1604  *
1605  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1606  *
1607  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1608  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1609  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1610  *
1611  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1612  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1613  *
1614  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1615  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1616  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1617  */
1618 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1619 {
1620         return 4096UL;
1621 }
1622 #endif
1623
1624 /*
1625  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1626  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1627  * hash function before the remainder is taken.
1628  */
1629 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1630 {
1631         return ffz(~size);
1632 }
1633
1634 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1635
1636 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1637                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1638 {
1639         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1640         enum zone_type i;
1641
1642         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1643                 totalpages += zones_size[i];
1644         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1645
1646         realtotalpages = totalpages;
1647         if (zholes_size)
1648                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1649                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1650         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1651         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1652 }
1653
1654
1655 /*
1656  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1657  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1658  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1659  */
1660 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1661                 unsigned long start_pfn)
1662 {
1663         struct page *page;
1664         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1665         unsigned long pfn;
1666
1667         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1668                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1669                         continue;
1670                 page = pfn_to_page(pfn);
1671                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1672                 init_page_count(page);
1673                 reset_page_mapcount(page);
1674                 SetPageReserved(page);
1675                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1676 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1677                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1678                 if (!is_highmem_idx(zone))
1679                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1680 #endif
1681         }
1682 }
1683
1684 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1685                                 unsigned long size)
1686 {
1687         int order;
1688         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1689                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1690                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1691         }
1692 }
1693
1694 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1695 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, enum zone_type zid,
1696                 unsigned long pfn, unsigned long size)
1697 {
1698         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1699         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1700
1701         if (FLAGS_HAS_NODE)
1702                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1703         else
1704                 for (; snum <= end; snum++)
1705                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1706 }
1707
1708 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1709 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1710         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1711 #endif
1712
1713 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1714 {
1715         int batch;
1716
1717         /*
1718          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1719          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1720          *
1721          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1722          */
1723         batch = zone->present_pages / 1024;
1724         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1725                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1726         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1727         if (batch < 1)
1728                 batch = 1;
1729
1730         /*
1731          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1732          * of 2 value was found to be more likely to have
1733          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1734          *
1735          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1736          * batches of pages, one task can end up with a lot
1737          * of pages of one half of the possible page colors
1738          * and the other with pages of the other colors.
1739          */
1740         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1741
1742         return batch;
1743 }
1744
1745 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1746 {
1747         struct per_cpu_pages *pcp;
1748
1749         memset(p, 0, sizeof(*p));
1750
1751         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1752         pcp->count = 0;
1753         pcp->high = 6 * batch;
1754         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1755         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1756
1757         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1758         pcp->count = 0;
1759         pcp->high = 2 * batch;
1760         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1761         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1762 }
1763
1764 /*
1765  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1766  * to the value high for the pageset p.
1767  */
1768
1769 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1770                                 unsigned long high)
1771 {
1772         struct per_cpu_pages *pcp;
1773
1774         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1775         pcp->high = high;
1776         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1777         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1778                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1779 }
1780
1781
1782 #ifdef CONFIG_NUMA
1783 /*
1784  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1785  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1786  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1787  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1788  * with interrupts disabled.
1789  *
1790  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1791  *
1792  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1793  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1794  * hotplugged processors.
1795  *
1796  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1797  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1798  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1799  */
1800 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1801
1802 /*
1803  * Dynamically allocate memory for the
1804  * per cpu pageset array in struct zone.
1805  */
1806 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1807 {
1808         struct zone *zone, *dzone;
1809
1810         for_each_zone(zone) {
1811
1812                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1813                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1814                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1815                         goto bad;
1816
1817                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1818
1819                 if (percpu_pagelist_fraction)
1820                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1821                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1822         }
1823
1824         return 0;
1825 bad:
1826         for_each_zone(dzone) {
1827                 if (dzone == zone)
1828                         break;
1829                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1830                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1831         }
1832         return -ENOMEM;
1833 }
1834
1835 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1836 {
1837         struct zone *zone;
1838
1839         for_each_zone(zone) {
1840                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1841
1842                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1843                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1844                         kfree(pset);
1845                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1846         }
1847 }
1848
1849 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1850                 unsigned long action,
1851                 void *hcpu)
1852 {
1853         int cpu = (long)hcpu;
1854         int ret = NOTIFY_OK;
1855
1856         switch (action) {
1857                 case CPU_UP_PREPARE:
1858                         if (process_zones(cpu))
1859                                 ret = NOTIFY_BAD;
1860                         break;
1861                 case CPU_UP_CANCELED:
1862                 case CPU_DEAD:
1863                         free_zone_pagesets(cpu);
1864                         break;
1865                 default:
1866                         break;
1867         }
1868         return ret;
1869 }
1870
1871 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1872         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1873
1874 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1875 {
1876         int err;
1877
1878         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1879          * A cpuup callback will do this for every cpu
1880          * as it comes online
1881          */
1882         err = process_zones(smp_processor_id());
1883         BUG_ON(err);
1884         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1885 }
1886
1887 #endif
1888
1889 static __meminit
1890 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1891 {
1892         int i;
1893         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1894         size_t alloc_size;
1895
1896         /*
1897          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1898          * per zone.
1899          */
1900         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1901                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1902         zone->wait_table_bits =
1903                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1904         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1905                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1906
1907         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1908                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1909                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1910         } else {
1911                 /*
1912                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1913                  * via memory hot-add.
1914                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1915                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1916                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1917                  * node itself as well.
1918                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1919                  * necessary.
1920                  */
1921                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1922         }
1923         if (!zone->wait_table)
1924                 return -ENOMEM;
1925
1926         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1927                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1928
1929         return 0;
1930 }
1931
1932 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1933 {
1934         int cpu;
1935         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1936
1937         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1938 #ifdef CONFIG_NUMA
1939                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1940                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1941                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1942 #else
1943                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1944 #endif
1945         }
1946         if (zone->present_pages)
1947                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1948                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1949 }
1950
1951 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1952                                         unsigned long zone_start_pfn,
1953                                         unsigned long size)
1954 {
1955         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1956         int ret;
1957         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1958         if (ret)
1959                 return ret;
1960         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1961
1962         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1963
1964         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1965
1966         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1967
1968         return 0;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Set up the zone data structures:
1973  *   - mark all pages reserved
1974  *   - mark all memory queues empty
1975  *   - clear the memory bitmaps
1976  */
1977 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1978                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1979 {
1980         enum zone_type j;
1981         int nid = pgdat->node_id;
1982         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1983         int ret;
1984
1985         pgdat_resize_init(pgdat);
1986         pgdat->nr_zones = 0;
1987         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1988         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1989         
1990         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1991                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1992                 unsigned long size, realsize;
1993
1994                 realsize = size = zones_size[j];
1995                 if (zholes_size)
1996                         realsize -= zholes_size[j];
1997
1998                 if (!is_highmem_idx(j))
1999                         nr_kernel_pages += realsize;
2000                 nr_all_pages += realsize;
2001
2002                 zone->spanned_pages = size;
2003                 zone->present_pages = realsize;
2004 #ifdef CONFIG_NUMA
2005                 zone->min_unmapped_ratio = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2006                                                 / 100;
2007 #endif
2008                 zone->name = zone_names[j];
2009                 spin_lock_init(&zone->lock);
2010                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2011                 zone_seqlock_init(zone);
2012                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2013                 zone->free_pages = 0;
2014
2015                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2016
2017                 zone_pcp_init(zone);
2018                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2019                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2020                 zone->nr_scan_active = 0;
2021                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2022                 zone->nr_active = 0;
2023                 zone->nr_inactive = 0;
2024                 zap_zone_vm_stats(zone);
2025                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2026                 if (!size)
2027                         continue;
2028
2029                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2030                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2031                 BUG_ON(ret);
2032                 zone_start_pfn += size;
2033         }
2034 }
2035
2036 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2037 {
2038         /* Skip empty nodes */
2039         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2040                 return;
2041
2042 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2043         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2044         if (!pgdat->node_mem_map) {
2045                 unsigned long size, start, end;
2046                 struct page *map;
2047
2048                 /*
2049                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2050                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2051                  * for the buddy allocator to function correctly.
2052                  */
2053                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2054                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2055                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2056                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2057                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2058                 if (!map)
2059                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2060                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2061         }
2062 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2063         /*
2064          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2065          */
2066         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2067                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2068 #endif
2069 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2070 }
2071
2072 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2073                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2074                 unsigned long *zholes_size)
2075 {
2076         pgdat->node_id = nid;
2077         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2078         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2079
2080         alloc_node_mem_map(pgdat);
2081
2082         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2083 }
2084
2085 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2086 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2087 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2088
2089 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2090 #endif
2091
2092 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2093 {
2094         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2095                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2096 }
2097
2098 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2099 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2100                                  unsigned long action, void *hcpu)
2101 {
2102         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2103
2104         if (action == CPU_DEAD) {
2105                 local_irq_disable();
2106                 __drain_pages(cpu);
2107                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2108                 local_irq_enable();
2109                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2110         }
2111         return NOTIFY_OK;
2112 }
2113 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2114
2115 void __init page_alloc_init(void)
2116 {
2117         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2122  *      or min_free_kbytes changes.
2123  */
2124 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2125 {
2126         struct pglist_data *pgdat;
2127         unsigned long reserve_pages = 0;
2128         enum zone_type i, j;
2129
2130         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2131                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2132                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2133                         unsigned long max = 0;
2134
2135                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2136                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2137                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2138                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2139                         }
2140
2141                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2142                         max += zone->pages_high;
2143
2144                         if (max > zone->present_pages)
2145                                 max = zone->present_pages;
2146                         reserve_pages += max;
2147                 }
2148         }
2149         totalreserve_pages = reserve_pages;
2150 }
2151
2152 /*
2153  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2154  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2155  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2156  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2157  */
2158 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2159 {
2160         struct pglist_data *pgdat;
2161         enum zone_type j, idx;
2162
2163         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2164                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2165                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2166                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2167
2168                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2169
2170                         idx = j;
2171                         while (idx) {
2172                                 struct zone *lower_zone;
2173
2174                                 idx--;
2175
2176                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2177                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2178
2179                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2180                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2181                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2182                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2183                         }
2184                 }
2185         }
2186
2187         /* update totalreserve_pages */
2188         calculate_totalreserve_pages();
2189 }
2190
2191 /*
2192  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2193  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2194  *      with respect to min_free_kbytes.
2195  */
2196 void setup_per_zone_pages_min(void)
2197 {
2198         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2199         unsigned long lowmem_pages = 0;
2200         struct zone *zone;
2201         unsigned long flags;
2202
2203         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2204         for_each_zone(zone) {
2205                 if (!is_highmem(zone))
2206                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2207         }
2208
2209         for_each_zone(zone) {
2210                 u64 tmp;
2211
2212                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2213                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2214                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2215                 if (is_highmem(zone)) {
2216                         /*
2217                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2218                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2219                          * value here.
2220                          *
2221                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2222                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2223                          * not be capped for highmem.
2224                          */
2225                         int min_pages;
2226
2227                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2228                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2229                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2230                         if (min_pages > 128)
2231                                 min_pages = 128;
2232                         zone->pages_min = min_pages;
2233                 } else {
2234                         /*
2235                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2236                          * proportionate to the zone's size.
2237                          */
2238                         zone->pages_min = tmp;
2239                 }
2240
2241                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2242                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2243                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2244         }
2245
2246         /* update totalreserve_pages */
2247         calculate_totalreserve_pages();
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Initialise min_free_kbytes.
2252  *
2253  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2254  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2255  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2256  *
2257  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2258  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2259  *
2260  * which yields
2261  *
2262  * 16MB:        512k
2263  * 32MB:        724k
2264  * 64MB:        1024k
2265  * 128MB:       1448k
2266  * 256MB:       2048k
2267  * 512MB:       2896k
2268  * 1024MB:      4096k
2269  * 2048MB:      5792k
2270  * 4096MB:      8192k
2271  * 8192MB:      11584k
2272  * 16384MB:     16384k
2273  */
2274 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2275 {
2276         unsigned long lowmem_kbytes;
2277
2278         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2279
2280         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2281         if (min_free_kbytes < 128)
2282                 min_free_kbytes = 128;
2283         if (min_free_kbytes > 65536)
2284                 min_free_kbytes = 65536;
2285         setup_per_zone_pages_min();
2286         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2287         return 0;
2288 }
2289 module_init(init_per_zone_pages_min)
2290
2291 /*
2292  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2293  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2294  *      changes.
2295  */
2296 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2297         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2298 {
2299         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2300         setup_per_zone_pages_min();
2301         return 0;
2302 }
2303
2304 #ifdef CONFIG_NUMA
2305 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2306         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2307 {
2308         struct zone *zone;
2309         int rc;
2310
2311         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2312         if (rc)
2313                 return rc;
2314
2315         for_each_zone(zone)
2316                 zone->min_unmapped_ratio = (zone->present_pages *
2317                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2318         return 0;
2319 }
2320 #endif
2321
2322 /*
2323  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2324  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2325  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2326  *
2327  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2328  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2329  * if in function of the boot time zone sizes.
2330  */
2331 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2332         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2333 {
2334         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2335         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2336         return 0;
2337 }
2338
2339 /*
2340  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2341  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2342  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2343  */
2344
2345 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2346         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2347 {
2348         struct zone *zone;
2349         unsigned int cpu;
2350         int ret;
2351
2352         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2353         if (!write || (ret == -EINVAL))
2354                 return ret;
2355         for_each_zone(zone) {
2356                 for_each_online_cpu(cpu) {
2357                         unsigned long  high;
2358                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2359                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2360                 }
2361         }
2362         return 0;
2363 }
2364
2365 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2366
2367 #ifdef CONFIG_NUMA
2368 static int __init set_hashdist(char *str)
2369 {
2370         if (!str)
2371                 return 0;
2372         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2373         return 1;
2374 }
2375 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2376 #endif
2377
2378 /*
2379  * allocate a large system hash table from bootmem
2380  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2381  *   quantity of entries
2382  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2383  */
2384 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2385                                      unsigned long bucketsize,
2386                                      unsigned long numentries,
2387                                      int scale,
2388                                      int flags,
2389                                      unsigned int *_hash_shift,
2390                                      unsigned int *_hash_mask,
2391                                      unsigned long limit)
2392 {
2393         unsigned long long max = limit;
2394         unsigned long log2qty, size;
2395         void *table = NULL;
2396
2397         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2398         if (!numentries) {
2399                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2400                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2401                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2402                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2403                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2404
2405                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2406                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2407                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2408                 else
2409                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2410         }
2411         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2412
2413         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2414         if (max == 0) {
2415                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2416                 do_div(max, bucketsize);
2417         }
2418
2419         if (numentries > max)
2420                 numentries = max;
2421
2422         log2qty = long_log2(numentries);
2423
2424         do {
2425                 size = bucketsize << log2qty;
2426                 if (flags & HASH_EARLY)
2427                         table = alloc_bootmem(size);
2428                 else if (hashdist)
2429                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2430                 else {
2431                         unsigned long order;
2432                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2433                                 ;
2434                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2435                 }
2436         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2437
2438         if (!table)
2439                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2440
2441         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2442                tablename,
2443                (1U << log2qty),
2444                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2445                size);
2446
2447         if (_hash_shift)
2448                 *_hash_shift = log2qty;
2449         if (_hash_mask)
2450                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2451
2452         return table;
2453 }
2454
2455 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2456 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2457 {
2458         return __pfn_to_page(pfn);
2459 }
2460 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2461 {
2462         return __page_to_pfn(page);
2463 }
2464 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2465 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2466 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */