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