[PATCH] mm: fix __alloc_pages cpuset ALLOC_* flags
[linux-2.6.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
40 #include <asm/tlbflush.h>
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
45  * initializer cleaner
46  */
47 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
48 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
49 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
50 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
51 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
52 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
53 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
54 long nr_swap_pages;
55
56 /*
57  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
58  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
59  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
60  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
61  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
62  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
63  *
64  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
65  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
66  */
67 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
68
69 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
70
71 /*
72  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
73  * id is encoded in the upper bits of page->flags
74  */
75 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
77
78 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
79 int min_free_kbytes = 1024;
80
81 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
82 unsigned long __initdata nr_all_pages;
83
84 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
85 {
86         int ret = 0;
87         unsigned seq;
88         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
89
90         do {
91                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
92                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
93                         ret = 1;
94                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
95                         ret = 1;
96         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
97
98         return ret;
99 }
100
101 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
102 {
103 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
104         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
105                 return 0;
106 #endif
107         if (zone != page_zone(page))
108                 return 0;
109
110         return 1;
111 }
112 /*
113  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
114  */
115 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
116 {
117         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
118                 return 1;
119         if (!page_is_consistent(zone, page))
120                 return 1;
121
122         return 0;
123 }
124
125 static void bad_page(const char *function, struct page *page)
126 {
127         printk(KERN_EMERG "Bad page state at %s (in process '%s', page %p)\n",
128                 function, current->comm, page);
129         printk(KERN_EMERG "flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
130                 (int)(2*sizeof(unsigned long)), (unsigned long)page->flags,
131                 page->mapping, page_mapcount(page), page_count(page));
132         printk(KERN_EMERG "Backtrace:\n");
133         dump_stack();
134         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n");
135         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
136                         1 << PG_private |
137                         1 << PG_locked  |
138                         1 << PG_active  |
139                         1 << PG_dirty   |
140                         1 << PG_reclaim |
141                         1 << PG_slab    |
142                         1 << PG_swapcache |
143                         1 << PG_writeback );
144         set_page_count(page, 0);
145         reset_page_mapcount(page);
146         page->mapping = NULL;
147         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
148 }
149
150 /*
151  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
152  *
153  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
154  *
155  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
156  *
157  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
158  * the head page (even the head page has this).
159  *
160  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
161  * compound page's put_page() function.
162  *
163  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
164  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
165  * may not be compound.
166  */
167 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
168 {
169         int i;
170         int nr_pages = 1 << order;
171
172         page[1].mapping = NULL;
173         page[1].index = order;
174         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
175                 struct page *p = page + i;
176
177                 SetPageCompound(p);
178                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
179         }
180 }
181
182 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
183 {
184         int i;
185         int nr_pages = 1 << order;
186
187         if (!PageCompound(page))
188                 return;
189
190         if (page[1].index != order)
191                 bad_page(__FUNCTION__, page);
192
193         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
194                 struct page *p = page + i;
195
196                 if (!PageCompound(p))
197                         bad_page(__FUNCTION__, page);
198                 if (page_private(p) != (unsigned long)page)
199                         bad_page(__FUNCTION__, page);
200                 ClearPageCompound(p);
201         }
202 }
203
204 /*
205  * function for dealing with page's order in buddy system.
206  * zone->lock is already acquired when we use these.
207  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
208  */
209 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
210         return page_private(page);
211 }
212
213 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
214         set_page_private(page, order);
215         __SetPagePrivate(page);
216 }
217
218 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
219 {
220         __ClearPagePrivate(page);
221         set_page_private(page, 0);
222 }
223
224 /*
225  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
226  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
227  *
228  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
229  * the following equation:
230  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
231  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
232  * 1 buddy is #10:
233  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
234  *
235  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
236  * satisfies the following equation:
237  *     P = B & ~(1 << O)
238  *
239  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
240  */
241 static inline struct page *
242 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
243 {
244         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
245
246         return page + (buddy_idx - page_idx);
247 }
248
249 static inline unsigned long
250 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
251 {
252         return (page_idx & ~(1 << order));
253 }
254
255 /*
256  * This function checks whether a page is free && is the buddy
257  * we can do coalesce a page and its buddy if
258  * (a) the buddy is free &&
259  * (b) the buddy is on the buddy system &&
260  * (c) a page and its buddy have the same order.
261  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
262  *
263  */
264 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
265 {
266        if (PagePrivate(page)           &&
267            (page_order(page) == order) &&
268             page_count(page) == 0)
269                return 1;
270        return 0;
271 }
272
273 /*
274  * Freeing function for a buddy system allocator.
275  *
276  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
277  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
278  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
279  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
280  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
281  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
282  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
283  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
284  * parts of the VM system.
285  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
286  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
287  * order is recorded in page_private(page) field.
288  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
289  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
290  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
291  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
292  * triggers coalescing into a block of larger size.            
293  *
294  * -- wli
295  */
296
297 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
298                 struct zone *zone, unsigned int order)
299 {
300         unsigned long page_idx;
301         int order_size = 1 << order;
302
303         if (unlikely(order))
304                 destroy_compound_page(page, order);
305
306         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
307
308         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
309         BUG_ON(bad_range(zone, page));
310
311         zone->free_pages += order_size;
312         while (order < MAX_ORDER-1) {
313                 unsigned long combined_idx;
314                 struct free_area *area;
315                 struct page *buddy;
316
317                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
318                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
319
320                 if (bad_range(zone, buddy))
321                         break;
322                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
323                         break;          /* Move the buddy up one level. */
324                 list_del(&buddy->lru);
325                 area = zone->free_area + order;
326                 area->nr_free--;
327                 rmv_page_order(buddy);
328                 page = page + (combined_idx - page_idx);
329                 page_idx = combined_idx;
330                 order++;
331         }
332         set_page_order(page, order);
333         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
334         zone->free_area[order].nr_free++;
335 }
336
337 static inline int free_pages_check(const char *function, struct page *page)
338 {
339         if (    page_mapcount(page) ||
340                 page->mapping != NULL ||
341                 page_count(page) != 0 ||
342                 (page->flags & (
343                         1 << PG_lru     |
344                         1 << PG_private |
345                         1 << PG_locked  |
346                         1 << PG_active  |
347                         1 << PG_reclaim |
348                         1 << PG_slab    |
349                         1 << PG_swapcache |
350                         1 << PG_writeback |
351                         1 << PG_reserved )))
352                 bad_page(function, page);
353         if (PageDirty(page))
354                 __ClearPageDirty(page);
355         /*
356          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
357          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
358          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
359          */
360         return PageReserved(page);
361 }
362
363 /*
364  * Frees a list of pages. 
365  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
366  * count is the number of pages to free.
367  *
368  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
369  * see if this freeing clears that state.
370  *
371  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
372  * pinned" detection logic.
373  */
374 static int
375 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
376                 struct list_head *list, unsigned int order)
377 {
378         unsigned long flags;
379         struct page *page = NULL;
380         int ret = 0;
381
382         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
383         zone->all_unreclaimable = 0;
384         zone->pages_scanned = 0;
385         while (!list_empty(list) && count--) {
386                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
387                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
388                 list_del(&page->lru);
389                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
390                 ret++;
391         }
392         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
393         return ret;
394 }
395
396 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
397 {
398         LIST_HEAD(list);
399         int i;
400         int reserved = 0;
401
402         arch_free_page(page, order);
403
404 #ifndef CONFIG_MMU
405         if (order > 0)
406                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
407                         __put_page(page + i);
408 #endif
409
410         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
411                 reserved += free_pages_check(__FUNCTION__, page + i);
412         if (reserved)
413                 return;
414
415         list_add(&page->lru, &list);
416         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
417         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
418         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
419 }
420
421
422 /*
423  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
424  * Please do not alter this order without good reasons and regression
425  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
426  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
427  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
428  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
429  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
430  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
431  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
432  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
433  *
434  * -- wli
435  */
436 static inline struct page *
437 expand(struct zone *zone, struct page *page,
438         int low, int high, struct free_area *area)
439 {
440         unsigned long size = 1 << high;
441
442         while (high > low) {
443                 area--;
444                 high--;
445                 size >>= 1;
446                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
447                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
448                 area->nr_free++;
449                 set_page_order(&page[size], high);
450         }
451         return page;
452 }
453
454 void set_page_refs(struct page *page, int order)
455 {
456 #ifdef CONFIG_MMU
457         set_page_count(page, 1);
458 #else
459         int i;
460
461         /*
462          * We need to reference all the pages for this order, otherwise if
463          * anyone accesses one of the pages with (get/put) it will be freed.
464          * - eg: access_process_vm()
465          */
466         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
467                 set_page_count(page + i, 1);
468 #endif /* CONFIG_MMU */
469 }
470
471 /*
472  * This page is about to be returned from the page allocator
473  */
474 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
475 {
476         if (    page_mapcount(page) ||
477                 page->mapping != NULL ||
478                 page_count(page) != 0 ||
479                 (page->flags & (
480                         1 << PG_lru     |
481                         1 << PG_private |
482                         1 << PG_locked  |
483                         1 << PG_active  |
484                         1 << PG_dirty   |
485                         1 << PG_reclaim |
486                         1 << PG_slab    |
487                         1 << PG_swapcache |
488                         1 << PG_writeback |
489                         1 << PG_reserved )))
490                 bad_page(__FUNCTION__, page);
491
492         /*
493          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
494          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
495          */
496         if (PageReserved(page))
497                 return 1;
498
499         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
500                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
501                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
502         set_page_private(page, 0);
503         set_page_refs(page, order);
504         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
505         return 0;
506 }
507
508 /* 
509  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
510  * Call me with the zone->lock already held.
511  */
512 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
513 {
514         struct free_area * area;
515         unsigned int current_order;
516         struct page *page;
517
518         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
519                 area = zone->free_area + current_order;
520                 if (list_empty(&area->free_list))
521                         continue;
522
523                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
524                 list_del(&page->lru);
525                 rmv_page_order(page);
526                 area->nr_free--;
527                 zone->free_pages -= 1UL << order;
528                 return expand(zone, page, order, current_order, area);
529         }
530
531         return NULL;
532 }
533
534 /* 
535  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
536  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
537  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
538  */
539 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
540                         unsigned long count, struct list_head *list)
541 {
542         unsigned long flags;
543         int i;
544         int allocated = 0;
545         struct page *page;
546         
547         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
548         for (i = 0; i < count; ++i) {
549                 page = __rmqueue(zone, order);
550                 if (page == NULL)
551                         break;
552                 allocated++;
553                 list_add_tail(&page->lru, list);
554         }
555         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
556         return allocated;
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_NUMA
560 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
561 void drain_remote_pages(void)
562 {
563         struct zone *zone;
564         int i;
565         unsigned long flags;
566
567         local_irq_save(flags);
568         for_each_zone(zone) {
569                 struct per_cpu_pageset *pset;
570
571                 /* Do not drain local pagesets */
572                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
573                         continue;
574
575                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
576                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
577                         struct per_cpu_pages *pcp;
578
579                         pcp = &pset->pcp[i];
580                         if (pcp->count)
581                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
582                                                 &pcp->list, 0);
583                 }
584         }
585         local_irq_restore(flags);
586 }
587 #endif
588
589 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
590 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
591 {
592         struct zone *zone;
593         int i;
594
595         for_each_zone(zone) {
596                 struct per_cpu_pageset *pset;
597
598                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
599                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
600                         struct per_cpu_pages *pcp;
601
602                         pcp = &pset->pcp[i];
603                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
604                                                 &pcp->list, 0);
605                 }
606         }
607 }
608 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
609
610 #ifdef CONFIG_PM
611
612 void mark_free_pages(struct zone *zone)
613 {
614         unsigned long zone_pfn, flags;
615         int order;
616         struct list_head *curr;
617
618         if (!zone->spanned_pages)
619                 return;
620
621         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
622         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
623                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
624
625         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
626                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
627                         unsigned long start_pfn, i;
628
629                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
630
631                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
632                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
633         }
634         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
635 }
636
637 /*
638  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
639  */
640 void drain_local_pages(void)
641 {
642         unsigned long flags;
643
644         local_irq_save(flags);  
645         __drain_pages(smp_processor_id());
646         local_irq_restore(flags);       
647 }
648 #endif /* CONFIG_PM */
649
650 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
651 {
652 #ifdef CONFIG_NUMA
653         unsigned long flags;
654         int cpu;
655         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
656         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
657         struct per_cpu_pageset *p;
658
659         local_irq_save(flags);
660         cpu = smp_processor_id();
661         p = zone_pcp(z,cpu);
662         if (pg == orig) {
663                 p->numa_hit++;
664         } else {
665                 p->numa_miss++;
666                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
667         }
668         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
669                 p->local_node++;
670         else
671                 p->other_node++;
672         local_irq_restore(flags);
673 #endif
674 }
675
676 /*
677  * Free a 0-order page
678  */
679 static void FASTCALL(free_hot_cold_page(struct page *page, int cold));
680 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
681 {
682         struct zone *zone = page_zone(page);
683         struct per_cpu_pages *pcp;
684         unsigned long flags;
685
686         arch_free_page(page, 0);
687
688         if (PageAnon(page))
689                 page->mapping = NULL;
690         if (free_pages_check(__FUNCTION__, page))
691                 return;
692
693         inc_page_state(pgfree);
694         kernel_map_pages(page, 1, 0);
695
696         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
697         local_irq_save(flags);
698         list_add(&page->lru, &pcp->list);
699         pcp->count++;
700         if (pcp->count >= pcp->high)
701                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
702         local_irq_restore(flags);
703         put_cpu();
704 }
705
706 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
707 {
708         free_hot_cold_page(page, 0);
709 }
710         
711 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
712 {
713         free_hot_cold_page(page, 1);
714 }
715
716 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
717 {
718         int i;
719
720         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
721         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
722                 clear_highpage(page + i);
723 }
724
725 /*
726  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
727  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
728  * or two.
729  */
730 static struct page *
731 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
732 {
733         unsigned long flags;
734         struct page *page;
735         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
736
737 again:
738         if (order == 0) {
739                 struct per_cpu_pages *pcp;
740
741                 page = NULL;
742                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
743                 local_irq_save(flags);
744                 if (pcp->count <= pcp->low)
745                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
746                                                 pcp->batch, &pcp->list);
747                 if (pcp->count) {
748                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
749                         list_del(&page->lru);
750                         pcp->count--;
751                 }
752                 local_irq_restore(flags);
753                 put_cpu();
754         } else {
755                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
756                 page = __rmqueue(zone, order);
757                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
758         }
759
760         if (page != NULL) {
761                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
762                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
763                 if (prep_new_page(page, order))
764                         goto again;
765
766                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
767                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
768
769                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
770                         prep_compound_page(page, order);
771         }
772         return page;
773 }
774
775 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
776 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
777 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
778 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
779 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
780 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
781 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
782
783 /*
784  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
785  * of the allocation.
786  */
787 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
788                       int classzone_idx, int alloc_flags)
789 {
790         /* free_pages my go negative - that's OK */
791         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
792         int o;
793
794         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
795                 min -= min / 2;
796         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
797                 min -= min / 4;
798
799         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
800                 return 0;
801         for (o = 0; o < order; o++) {
802                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
803                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
804
805                 /* Require fewer higher order pages to be free */
806                 min >>= 1;
807
808                 if (free_pages <= min)
809                         return 0;
810         }
811         return 1;
812 }
813
814 /*
815  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
816  * a page.
817  */
818 static struct page *
819 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
820                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
821 {
822         struct zone **z = zonelist->zones;
823         struct page *page = NULL;
824         int classzone_idx = zone_idx(*z);
825
826         /*
827          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
828          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
829          */
830         do {
831                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
832                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
833                         continue;
834
835                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
836                         unsigned long mark;
837                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
838                                 mark = (*z)->pages_min;
839                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
840                                 mark = (*z)->pages_low;
841                         else
842                                 mark = (*z)->pages_high;
843                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
844                                     classzone_idx, alloc_flags))
845                                 continue;
846                 }
847
848                 page = buffered_rmqueue(*z, order, gfp_mask);
849                 if (page) {
850                         zone_statistics(zonelist, *z);
851                         break;
852                 }
853         } while (*(++z) != NULL);
854         return page;
855 }
856
857 /*
858  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
859  */
860 struct page * fastcall
861 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
862                 struct zonelist *zonelist)
863 {
864         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
865         struct zone **z;
866         struct page *page;
867         struct reclaim_state reclaim_state;
868         struct task_struct *p = current;
869         int do_retry;
870         int alloc_flags;
871         int did_some_progress;
872
873         might_sleep_if(wait);
874
875 restart:
876         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
877
878         if (unlikely(*z == NULL)) {
879                 /* Should this ever happen?? */
880                 return NULL;
881         }
882
883         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
884                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
885         if (page)
886                 goto got_pg;
887
888         do {
889                 wakeup_kswapd(*z, order);
890         } while (*(++z));
891
892         /*
893          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
894          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
895          * to how we want to proceed.
896          *
897          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
898          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
899          * policy.
900          */
901         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
902         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
903                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
904         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
905                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
906         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
907
908         /*
909          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
910          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
911          *
912          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
913          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
914          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
915          */
916         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
917         if (page)
918                 goto got_pg;
919
920         /* This allocation should allow future memory freeing. */
921
922         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
923                         && !in_interrupt()) {
924                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
925 nofail_alloc:
926                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
927                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
928                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
929                         if (page)
930                                 goto got_pg;
931                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
932                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
933                                 goto nofail_alloc;
934                         }
935                 }
936                 goto nopage;
937         }
938
939         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
940         if (!wait)
941                 goto nopage;
942
943 rebalance:
944         cond_resched();
945
946         /* We now go into synchronous reclaim */
947         p->flags |= PF_MEMALLOC;
948         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
949         p->reclaim_state = &reclaim_state;
950
951         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
952
953         p->reclaim_state = NULL;
954         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
955
956         cond_resched();
957
958         if (likely(did_some_progress)) {
959                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
960                                                 zonelist, alloc_flags);
961                 if (page)
962                         goto got_pg;
963         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
964                 /*
965                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
966                  * very high watermark here, this is only to catch
967                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
968                  * under heavy pressure.
969                  */
970                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
971                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
972                 if (page)
973                         goto got_pg;
974
975                 out_of_memory(gfp_mask, order);
976                 goto restart;
977         }
978
979         /*
980          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
981          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
982          *
983          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
984          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
985          */
986         do_retry = 0;
987         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
988                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
989                         do_retry = 1;
990                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
991                         do_retry = 1;
992         }
993         if (do_retry) {
994                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
995                 goto rebalance;
996         }
997
998 nopage:
999         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1000                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1001                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1002                         p->comm, order, gfp_mask);
1003                 dump_stack();
1004                 show_mem();
1005         }
1006 got_pg:
1007         return page;
1008 }
1009
1010 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1011
1012 /*
1013  * Common helper functions.
1014  */
1015 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1016 {
1017         struct page * page;
1018         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1019         if (!page)
1020                 return 0;
1021         return (unsigned long) page_address(page);
1022 }
1023
1024 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1025
1026 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1027 {
1028         struct page * page;
1029
1030         /*
1031          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1032          * a highmem page
1033          */
1034         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1035
1036         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1037         if (page)
1038                 return (unsigned long) page_address(page);
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1043
1044 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1045 {
1046         int i = pagevec_count(pvec);
1047
1048         while (--i >= 0)
1049                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1050 }
1051
1052 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1053 {
1054         if (put_page_testzero(page)) {
1055                 if (order == 0)
1056                         free_hot_page(page);
1057                 else
1058                         __free_pages_ok(page, order);
1059         }
1060 }
1061
1062 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1063
1064 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1065 {
1066         if (addr != 0) {
1067                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1068                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1069         }
1070 }
1071
1072 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1073
1074 /*
1075  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1076  */
1077 unsigned int nr_free_pages(void)
1078 {
1079         unsigned int sum = 0;
1080         struct zone *zone;
1081
1082         for_each_zone(zone)
1083                 sum += zone->free_pages;
1084
1085         return sum;
1086 }
1087
1088 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1089
1090 #ifdef CONFIG_NUMA
1091 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1092 {
1093         unsigned int i, sum = 0;
1094
1095         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1096                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1097
1098         return sum;
1099 }
1100 #endif
1101
1102 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1103 {
1104         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1105         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1106         unsigned int sum = 0;
1107
1108         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1109         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1110         struct zone *zone;
1111
1112         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1113                 unsigned long size = zone->present_pages;
1114                 unsigned long high = zone->pages_high;
1115                 if (size > high)
1116                         sum += size - high;
1117         }
1118
1119         return sum;
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1124  */
1125 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1126 {
1127         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1132  */
1133 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1134 {
1135         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1136 }
1137
1138 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1139 unsigned int nr_free_highpages (void)
1140 {
1141         pg_data_t *pgdat;
1142         unsigned int pages = 0;
1143
1144         for_each_pgdat(pgdat)
1145                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1146
1147         return pages;
1148 }
1149 #endif
1150
1151 #ifdef CONFIG_NUMA
1152 static void show_node(struct zone *zone)
1153 {
1154         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1155 }
1156 #else
1157 #define show_node(zone) do { } while (0)
1158 #endif
1159
1160 /*
1161  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1162  * The result is unavoidably approximate - it can change
1163  * during and after execution of this function.
1164  */
1165 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1166
1167 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1168 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1169 #ifdef CONFIG_SMP
1170 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1171 #endif
1172
1173 void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1174 {
1175         int cpu = 0;
1176
1177         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1178         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1179
1180         cpu = first_cpu(*cpumask);
1181         while (cpu < NR_CPUS) {
1182                 unsigned long *in, *out, off;
1183
1184                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1185
1186                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1187
1188                 if (cpu < NR_CPUS)
1189                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1190
1191                 out = (unsigned long *)ret;
1192                 for (off = 0; off < nr; off++)
1193                         *out++ += *in++;
1194         }
1195 }
1196
1197 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1198 {
1199         int nr;
1200         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1201
1202         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1203         nr /= sizeof(unsigned long);
1204
1205         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1206 }
1207
1208 void get_page_state(struct page_state *ret)
1209 {
1210         int nr;
1211         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1212
1213         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1214         nr /= sizeof(unsigned long);
1215
1216         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1217 }
1218
1219 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1220 {
1221         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1222
1223         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1224 }
1225
1226 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1227 {
1228         unsigned long ret = 0;
1229         int cpu;
1230
1231         for_each_online_cpu(cpu) {
1232                 unsigned long in;
1233
1234                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1235                 ret += *((unsigned long *)in);
1236         }
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1241 {
1242         unsigned long flags;
1243         void* ptr;
1244
1245         local_irq_save(flags);
1246         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1247         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1248         local_irq_restore(flags);
1249 }
1250
1251 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1252
1253 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1254                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1255 {
1256         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1257         int i;
1258
1259         *active = 0;
1260         *inactive = 0;
1261         *free = 0;
1262         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1263                 *active += zones[i].nr_active;
1264                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1265                 *free += zones[i].free_pages;
1266         }
1267 }
1268
1269 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1270                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1271 {
1272         struct pglist_data *pgdat;
1273
1274         *active = 0;
1275         *inactive = 0;
1276         *free = 0;
1277         for_each_pgdat(pgdat) {
1278                 unsigned long l, m, n;
1279                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1280                 *active += l;
1281                 *inactive += m;
1282                 *free += n;
1283         }
1284 }
1285
1286 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1287 {
1288         val->totalram = totalram_pages;
1289         val->sharedram = 0;
1290         val->freeram = nr_free_pages();
1291         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1292 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1293         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1294         val->freehigh = nr_free_highpages();
1295 #else
1296         val->totalhigh = 0;
1297         val->freehigh = 0;
1298 #endif
1299         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1300 }
1301
1302 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1303
1304 #ifdef CONFIG_NUMA
1305 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1306 {
1307         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1308
1309         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1310         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1311         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1312         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1313         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1314 }
1315 #endif
1316
1317 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1318
1319 /*
1320  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1321  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1322  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1323  */
1324 void show_free_areas(void)
1325 {
1326         struct page_state ps;
1327         int cpu, temperature;
1328         unsigned long active;
1329         unsigned long inactive;
1330         unsigned long free;
1331         struct zone *zone;
1332
1333         for_each_zone(zone) {
1334                 show_node(zone);
1335                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1336
1337                 if (!zone->present_pages) {
1338                         printk(" empty\n");
1339                         continue;
1340                 } else
1341                         printk("\n");
1342
1343                 for_each_online_cpu(cpu) {
1344                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1345
1346                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1347
1348                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1349                                 printk("cpu %d %s: low %d, high %d, batch %d used:%d\n",
1350                                         cpu,
1351                                         temperature ? "cold" : "hot",
1352                                         pageset->pcp[temperature].low,
1353                                         pageset->pcp[temperature].high,
1354                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1355                                         pageset->pcp[temperature].count);
1356                 }
1357         }
1358
1359         get_page_state(&ps);
1360         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1361
1362         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1363                 K(nr_free_pages()),
1364                 K(nr_free_highpages()));
1365
1366         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1367                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1368                 active,
1369                 inactive,
1370                 ps.nr_dirty,
1371                 ps.nr_writeback,
1372                 ps.nr_unstable,
1373                 nr_free_pages(),
1374                 ps.nr_slab,
1375                 ps.nr_mapped,
1376                 ps.nr_page_table_pages);
1377
1378         for_each_zone(zone) {
1379                 int i;
1380
1381                 show_node(zone);
1382                 printk("%s"
1383                         " free:%lukB"
1384                         " min:%lukB"
1385                         " low:%lukB"
1386                         " high:%lukB"
1387                         " active:%lukB"
1388                         " inactive:%lukB"
1389                         " present:%lukB"
1390                         " pages_scanned:%lu"
1391                         " all_unreclaimable? %s"
1392                         "\n",
1393                         zone->name,
1394                         K(zone->free_pages),
1395                         K(zone->pages_min),
1396                         K(zone->pages_low),
1397                         K(zone->pages_high),
1398                         K(zone->nr_active),
1399                         K(zone->nr_inactive),
1400                         K(zone->present_pages),
1401                         zone->pages_scanned,
1402                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1403                         );
1404                 printk("lowmem_reserve[]:");
1405                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1406                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1407                 printk("\n");
1408         }
1409
1410         for_each_zone(zone) {
1411                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1412
1413                 show_node(zone);
1414                 printk("%s: ", zone->name);
1415                 if (!zone->present_pages) {
1416                         printk("empty\n");
1417                         continue;
1418                 }
1419
1420                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1421                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1422                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1423                         total += nr << order;
1424                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1425                 }
1426                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1427                 printk("= %lukB\n", K(total));
1428         }
1429
1430         show_swap_cache_info();
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Builds allocation fallback zone lists.
1435  */
1436 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1437 {
1438         switch (k) {
1439                 struct zone *zone;
1440         default:
1441                 BUG();
1442         case ZONE_HIGHMEM:
1443                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1444                 if (zone->present_pages) {
1445 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1446                         BUG();
1447 #endif
1448                         zonelist->zones[j++] = zone;
1449                 }
1450         case ZONE_NORMAL:
1451                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1452                 if (zone->present_pages)
1453                         zonelist->zones[j++] = zone;
1454         case ZONE_DMA32:
1455                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
1456                 if (zone->present_pages)
1457                         zonelist->zones[j++] = zone;
1458         case ZONE_DMA:
1459                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1460                 if (zone->present_pages)
1461                         zonelist->zones[j++] = zone;
1462         }
1463
1464         return j;
1465 }
1466
1467 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1468 {
1469         int res = ZONE_NORMAL;
1470         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1471                 res = ZONE_HIGHMEM;
1472         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1473                 res = ZONE_DMA32;
1474         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1475                 res = ZONE_DMA;
1476         return res;
1477 }
1478
1479 #ifdef CONFIG_NUMA
1480 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1481 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1482 /**
1483  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1484  * @node: node whose fallback list we're appending
1485  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1486  *
1487  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1488  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1489  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1490  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1491  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1492  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1493  * on them otherwise.
1494  * It returns -1 if no node is found.
1495  */
1496 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1497 {
1498         int i, n, val;
1499         int min_val = INT_MAX;
1500         int best_node = -1;
1501
1502         for_each_online_node(i) {
1503                 cpumask_t tmp;
1504
1505                 /* Start from local node */
1506                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1507
1508                 /* Don't want a node to appear more than once */
1509                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1510                         continue;
1511
1512                 /* Use the local node if we haven't already */
1513                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1514                         best_node = node;
1515                         break;
1516                 }
1517
1518                 /* Use the distance array to find the distance */
1519                 val = node_distance(node, n);
1520
1521                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1522                 tmp = node_to_cpumask(n);
1523                 if (!cpus_empty(tmp))
1524                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1525
1526                 /* Slight preference for less loaded node */
1527                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1528                 val += node_load[n];
1529
1530                 if (val < min_val) {
1531                         min_val = val;
1532                         best_node = n;
1533                 }
1534         }
1535
1536         if (best_node >= 0)
1537                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1538
1539         return best_node;
1540 }
1541
1542 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1543 {
1544         int i, j, k, node, local_node;
1545         int prev_node, load;
1546         struct zonelist *zonelist;
1547         nodemask_t used_mask;
1548
1549         /* initialize zonelists */
1550         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1551                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1552                 zonelist->zones[0] = NULL;
1553         }
1554
1555         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1556         local_node = pgdat->node_id;
1557         load = num_online_nodes();
1558         prev_node = local_node;
1559         nodes_clear(used_mask);
1560         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1561                 /*
1562                  * We don't want to pressure a particular node.
1563                  * So adding penalty to the first node in same
1564                  * distance group to make it round-robin.
1565                  */
1566                 if (node_distance(local_node, node) !=
1567                                 node_distance(local_node, prev_node))
1568                         node_load[node] += load;
1569                 prev_node = node;
1570                 load--;
1571                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1572                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1573                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1574
1575                         k = highest_zone(i);
1576
1577                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1578                         zonelist->zones[j] = NULL;
1579                 }
1580         }
1581 }
1582
1583 #else   /* CONFIG_NUMA */
1584
1585 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1586 {
1587         int i, j, k, node, local_node;
1588
1589         local_node = pgdat->node_id;
1590         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1591                 struct zonelist *zonelist;
1592
1593                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1594
1595                 j = 0;
1596                 k = highest_zone(i);
1597                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1598                 /*
1599                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1600                  * of all the other nodes.
1601                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1602                  * building the zones for node N, we make sure that the
1603                  * zones coming right after the local ones are those from
1604                  * node N+1 (modulo N)
1605                  */
1606                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1607                         if (!node_online(node))
1608                                 continue;
1609                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1610                 }
1611                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1612                         if (!node_online(node))
1613                                 continue;
1614                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1615                 }
1616
1617                 zonelist->zones[j] = NULL;
1618         }
1619 }
1620
1621 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1622
1623 void __init build_all_zonelists(void)
1624 {
1625         int i;
1626
1627         for_each_online_node(i)
1628                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1629         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1630         cpuset_init_current_mems_allowed();
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1635  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1636  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1637  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1638  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1639  * conservative, even though it seems large.
1640  *
1641  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1642  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1643  */
1644 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1645
1646 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1647 {
1648         unsigned long size = 1;
1649
1650         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1651
1652         while (size < pages)
1653                 size <<= 1;
1654
1655         /*
1656          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1657          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1658          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1659          */
1660         size = min(size, 4096UL);
1661
1662         return max(size, 4UL);
1663 }
1664
1665 /*
1666  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1667  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1668  * hash function before the remainder is taken.
1669  */
1670 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1671 {
1672         return ffz(~size);
1673 }
1674
1675 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1676
1677 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1678                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1679 {
1680         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1681         int i;
1682
1683         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1684                 totalpages += zones_size[i];
1685         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1686
1687         realtotalpages = totalpages;
1688         if (zholes_size)
1689                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1690                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1691         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1692         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1693 }
1694
1695
1696 /*
1697  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1698  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1699  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1700  */
1701 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1702                 unsigned long start_pfn)
1703 {
1704         struct page *page;
1705         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1706         unsigned long pfn;
1707
1708         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1709                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1710                         continue;
1711                 if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1712                         continue;
1713                 page = pfn_to_page(pfn);
1714                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1715                 set_page_count(page, 1);
1716                 reset_page_mapcount(page);
1717                 SetPageReserved(page);
1718                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1719 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1720                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1721                 if (!is_highmem_idx(zone))
1722                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1723 #endif
1724         }
1725 }
1726
1727 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1728                                 unsigned long size)
1729 {
1730         int order;
1731         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1732                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1733                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1734         }
1735 }
1736
1737 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1738 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1739                 unsigned long size)
1740 {
1741         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1742         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1743
1744         if (FLAGS_HAS_NODE)
1745                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1746         else
1747                 for (; snum <= end; snum++)
1748                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1749 }
1750
1751 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1752 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1753         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1754 #endif
1755
1756 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1757 {
1758         int batch;
1759
1760         /*
1761          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1762          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1763          *
1764          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1765          */
1766         batch = zone->present_pages / 1024;
1767         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1768                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1769         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1770         if (batch < 1)
1771                 batch = 1;
1772
1773         /*
1774          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1775          * of 2 value was found to be more likely to have
1776          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1777          *
1778          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1779          * batches of pages, one task can end up with a lot
1780          * of pages of one half of the possible page colors
1781          * and the other with pages of the other colors.
1782          */
1783         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1784
1785         return batch;
1786 }
1787
1788 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1789 {
1790         struct per_cpu_pages *pcp;
1791
1792         memset(p, 0, sizeof(*p));
1793
1794         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1795         pcp->count = 0;
1796         pcp->low = 0;
1797         pcp->high = 6 * batch;
1798         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1799         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1800
1801         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1802         pcp->count = 0;
1803         pcp->low = 0;
1804         pcp->high = 2 * batch;
1805         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1806         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1807 }
1808
1809 #ifdef CONFIG_NUMA
1810 /*
1811  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1812  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1813  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1814  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1815  * with interrupts disabled.
1816  *
1817  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1818  *
1819  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1820  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1821  * hotplugged processors.
1822  *
1823  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1824  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1825  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1826  */
1827 static struct per_cpu_pageset
1828         boot_pageset[NR_CPUS];
1829
1830 /*
1831  * Dynamically allocate memory for the
1832  * per cpu pageset array in struct zone.
1833  */
1834 static int __devinit process_zones(int cpu)
1835 {
1836         struct zone *zone, *dzone;
1837
1838         for_each_zone(zone) {
1839
1840                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1841                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1842                 if (!zone->pageset[cpu])
1843                         goto bad;
1844
1845                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1846         }
1847
1848         return 0;
1849 bad:
1850         for_each_zone(dzone) {
1851                 if (dzone == zone)
1852                         break;
1853                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1854                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1855         }
1856         return -ENOMEM;
1857 }
1858
1859 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1860 {
1861 #ifdef CONFIG_NUMA
1862         struct zone *zone;
1863
1864         for_each_zone(zone) {
1865                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1866
1867                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1868                 kfree(pset);
1869         }
1870 #endif
1871 }
1872
1873 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1874                 unsigned long action,
1875                 void *hcpu)
1876 {
1877         int cpu = (long)hcpu;
1878         int ret = NOTIFY_OK;
1879
1880         switch (action) {
1881                 case CPU_UP_PREPARE:
1882                         if (process_zones(cpu))
1883                                 ret = NOTIFY_BAD;
1884                         break;
1885                 case CPU_UP_CANCELED:
1886                 case CPU_DEAD:
1887                         free_zone_pagesets(cpu);
1888                         break;
1889                 default:
1890                         break;
1891         }
1892         return ret;
1893 }
1894
1895 static struct notifier_block pageset_notifier =
1896         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1897
1898 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1899 {
1900         int err;
1901
1902         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1903          * A cpuup callback will do this for every cpu
1904          * as it comes online
1905          */
1906         err = process_zones(smp_processor_id());
1907         BUG_ON(err);
1908         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1909 }
1910
1911 #endif
1912
1913 static __devinit
1914 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1915 {
1916         int i;
1917         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1918
1919         /*
1920          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1921          * per zone.
1922          */
1923         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1924         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1925         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1926                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1927                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1928
1929         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1930                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1931 }
1932
1933 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1934 {
1935         int cpu;
1936         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1937
1938         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1939 #ifdef CONFIG_NUMA
1940                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1941                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1942                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1943 #else
1944                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1945 #endif
1946         }
1947         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1948                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1949 }
1950
1951 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1952                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1953 {
1954         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1955
1956         zone_wait_table_init(zone, size);
1957         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1958
1959         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1960         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1961
1962         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1963
1964         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Set up the zone data structures:
1969  *   - mark all pages reserved
1970  *   - mark all memory queues empty
1971  *   - clear the memory bitmaps
1972  */
1973 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1974                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1975 {
1976         unsigned long j;
1977         int nid = pgdat->node_id;
1978         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1979
1980         pgdat_resize_init(pgdat);
1981         pgdat->nr_zones = 0;
1982         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1983         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1984         
1985         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1986                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1987                 unsigned long size, realsize;
1988
1989                 realsize = size = zones_size[j];
1990                 if (zholes_size)
1991                         realsize -= zholes_size[j];
1992
1993                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
1994                         nr_kernel_pages += realsize;
1995                 nr_all_pages += realsize;
1996
1997                 zone->spanned_pages = size;
1998                 zone->present_pages = realsize;
1999                 zone->name = zone_names[j];
2000                 spin_lock_init(&zone->lock);
2001                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2002                 zone_seqlock_init(zone);
2003                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2004                 zone->free_pages = 0;
2005
2006                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2007
2008                 zone_pcp_init(zone);
2009                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2010                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2011                 zone->nr_scan_active = 0;
2012                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2013                 zone->nr_active = 0;
2014                 zone->nr_inactive = 0;
2015                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2016                 if (!size)
2017                         continue;
2018
2019                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2020                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2021                 zone_start_pfn += size;
2022         }
2023 }
2024
2025 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2026 {
2027         /* Skip empty nodes */
2028         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2029                 return;
2030
2031 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2032         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2033         if (!pgdat->node_mem_map) {
2034                 unsigned long size;
2035                 struct page *map;
2036
2037                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2038                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2039                 if (!map)
2040                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2041                 pgdat->node_mem_map = map;
2042         }
2043 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2044         /*
2045          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2046          */
2047         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2048                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2049 #endif
2050 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2051 }
2052
2053 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2054                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2055                 unsigned long *zholes_size)
2056 {
2057         pgdat->node_id = nid;
2058         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2059         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2060
2061         alloc_node_mem_map(pgdat);
2062
2063         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2064 }
2065
2066 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2067 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2068 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2069
2070 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2071 #endif
2072
2073 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2074 {
2075         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2076                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2077 }
2078
2079 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2080
2081 #include <linux/seq_file.h>
2082
2083 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2084 {
2085         pg_data_t *pgdat;
2086         loff_t node = *pos;
2087
2088         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2089                 --node;
2090
2091         return pgdat;
2092 }
2093
2094 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2095 {
2096         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2097
2098         (*pos)++;
2099         return pgdat->pgdat_next;
2100 }
2101
2102 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2103 {
2104 }
2105
2106 /* 
2107  * This walks the free areas for each zone.
2108  */
2109 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2110 {
2111         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2112         struct zone *zone;
2113         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2114         unsigned long flags;
2115         int order;
2116
2117         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2118                 if (!zone->present_pages)
2119                         continue;
2120
2121                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2122                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2123                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2124                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2125                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2126                 seq_putc(m, '\n');
2127         }
2128         return 0;
2129 }
2130
2131 struct seq_operations fragmentation_op = {
2132         .start  = frag_start,
2133         .next   = frag_next,
2134         .stop   = frag_stop,
2135         .show   = frag_show,
2136 };
2137
2138 /*
2139  * Output information about zones in @pgdat.
2140  */
2141 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2142 {
2143         pg_data_t *pgdat = arg;
2144         struct zone *zone;
2145         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2146         unsigned long flags;
2147
2148         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2149                 int i;
2150
2151                 if (!zone->present_pages)
2152                         continue;
2153
2154                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2155                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2156                 seq_printf(m,
2157                            "\n  pages free     %lu"
2158                            "\n        min      %lu"
2159                            "\n        low      %lu"
2160                            "\n        high     %lu"
2161                            "\n        active   %lu"
2162                            "\n        inactive %lu"
2163                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2164                            "\n        spanned  %lu"
2165                            "\n        present  %lu",
2166                            zone->free_pages,
2167                            zone->pages_min,
2168                            zone->pages_low,
2169                            zone->pages_high,
2170                            zone->nr_active,
2171                            zone->nr_inactive,
2172                            zone->pages_scanned,
2173                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2174                            zone->spanned_pages,
2175                            zone->present_pages);
2176                 seq_printf(m,
2177                            "\n        protection: (%lu",
2178                            zone->lowmem_reserve[0]);
2179                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2180                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2181                 seq_printf(m,
2182                            ")"
2183                            "\n  pagesets");
2184                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2185                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2186                         int j;
2187
2188                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2189                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2190                                 if (pageset->pcp[j].count)
2191                                         break;
2192                         }
2193                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2194                                 continue;
2195                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2196                                 seq_printf(m,
2197                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2198                                            "\n              count: %i"
2199                                            "\n              low:   %i"
2200                                            "\n              high:  %i"
2201                                            "\n              batch: %i",
2202                                            i, j,
2203                                            pageset->pcp[j].count,
2204                                            pageset->pcp[j].low,
2205                                            pageset->pcp[j].high,
2206                                            pageset->pcp[j].batch);
2207                         }
2208 #ifdef CONFIG_NUMA
2209                         seq_printf(m,
2210                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2211                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2212                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2213                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2214                                    "\n            local_node:     %lu"
2215                                    "\n            other_node:     %lu",
2216                                    pageset->numa_hit,
2217                                    pageset->numa_miss,
2218                                    pageset->numa_foreign,
2219                                    pageset->interleave_hit,
2220                                    pageset->local_node,
2221                                    pageset->other_node);
2222 #endif
2223                 }
2224                 seq_printf(m,
2225                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2226                            "\n  prev_priority:     %i"
2227                            "\n  temp_priority:     %i"
2228                            "\n  start_pfn:         %lu",
2229                            zone->all_unreclaimable,
2230                            zone->prev_priority,
2231                            zone->temp_priority,
2232                            zone->zone_start_pfn);
2233                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2234                 seq_putc(m, '\n');
2235         }
2236         return 0;
2237 }
2238
2239 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2240         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2241                                * fragmentation. */
2242         .next   = frag_next,
2243         .stop   = frag_stop,
2244         .show   = zoneinfo_show,
2245 };
2246
2247 static char *vmstat_text[] = {
2248         "nr_dirty",
2249         "nr_writeback",
2250         "nr_unstable",
2251         "nr_page_table_pages",
2252         "nr_mapped",
2253         "nr_slab",
2254
2255         "pgpgin",
2256         "pgpgout",
2257         "pswpin",
2258         "pswpout",
2259         "pgalloc_high",
2260
2261         "pgalloc_normal",
2262         "pgalloc_dma",
2263         "pgfree",
2264         "pgactivate",
2265         "pgdeactivate",
2266
2267         "pgfault",
2268         "pgmajfault",
2269         "pgrefill_high",
2270         "pgrefill_normal",
2271         "pgrefill_dma",
2272
2273         "pgsteal_high",
2274         "pgsteal_normal",
2275         "pgsteal_dma",
2276         "pgscan_kswapd_high",
2277         "pgscan_kswapd_normal",
2278
2279         "pgscan_kswapd_dma",
2280         "pgscan_direct_high",
2281         "pgscan_direct_normal",
2282         "pgscan_direct_dma",
2283         "pginodesteal",
2284
2285         "slabs_scanned",
2286         "kswapd_steal",
2287         "kswapd_inodesteal",
2288         "pageoutrun",
2289         "allocstall",
2290
2291         "pgrotated",
2292         "nr_bounce",
2293 };
2294
2295 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2296 {
2297         struct page_state *ps;
2298
2299         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2300                 return NULL;
2301
2302         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2303         m->private = ps;
2304         if (!ps)
2305                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2306         get_full_page_state(ps);
2307         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2308         ps->pgpgout /= 2;
2309         return (unsigned long *)ps + *pos;
2310 }
2311
2312 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2313 {
2314         (*pos)++;
2315         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2316                 return NULL;
2317         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2318 }
2319
2320 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2321 {
2322         unsigned long *l = arg;
2323         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2324
2325         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2330 {
2331         kfree(m->private);
2332         m->private = NULL;
2333 }
2334
2335 struct seq_operations vmstat_op = {
2336         .start  = vmstat_start,
2337         .next   = vmstat_next,
2338         .stop   = vmstat_stop,
2339         .show   = vmstat_show,
2340 };
2341
2342 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2343
2344 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2345 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2346                                  unsigned long action, void *hcpu)
2347 {
2348         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2349         long *count;
2350         unsigned long *src, *dest;
2351
2352         if (action == CPU_DEAD) {
2353                 int i;
2354
2355                 /* Drain local pagecache count. */
2356                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2357                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2358                 *count = 0;
2359                 local_irq_disable();
2360                 __drain_pages(cpu);
2361
2362                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2363                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2364                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2365
2366                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2367                                 i++) {
2368                         dest[i] += src[i];
2369                         src[i] = 0;
2370                 }
2371
2372                 local_irq_enable();
2373         }
2374         return NOTIFY_OK;
2375 }
2376 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2377
2378 void __init page_alloc_init(void)
2379 {
2380         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2385  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2386  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2387  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2388  */
2389 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2390 {
2391         struct pglist_data *pgdat;
2392         int j, idx;
2393
2394         for_each_pgdat(pgdat) {
2395                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2396                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2397                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2398
2399                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2400
2401                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2402                                 struct zone *lower_zone;
2403
2404                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2405                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2406
2407                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2408                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2409                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2410                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2411                         }
2412                 }
2413         }
2414 }
2415
2416 /*
2417  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2418  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2419  *      with respect to min_free_kbytes.
2420  */
2421 void setup_per_zone_pages_min(void)
2422 {
2423         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2424         unsigned long lowmem_pages = 0;
2425         struct zone *zone;
2426         unsigned long flags;
2427
2428         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2429         for_each_zone(zone) {
2430                 if (!is_highmem(zone))
2431                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2432         }
2433
2434         for_each_zone(zone) {
2435                 unsigned long tmp;
2436                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2437                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2438                 if (is_highmem(zone)) {
2439                         /*
2440                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2441                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2442                          * value here.
2443                          *
2444                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2445                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2446                          * not be capped for highmem.
2447                          */
2448                         int min_pages;
2449
2450                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2451                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2452                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2453                         if (min_pages > 128)
2454                                 min_pages = 128;
2455                         zone->pages_min = min_pages;
2456                 } else {
2457                         /*
2458                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2459                          * proportionate to the zone's size.
2460                          */
2461                         zone->pages_min = tmp;
2462                 }
2463
2464                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2465                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2466                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2467         }
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Initialise min_free_kbytes.
2472  *
2473  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2474  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2475  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2476  *
2477  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2478  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2479  *
2480  * which yields
2481  *
2482  * 16MB:        512k
2483  * 32MB:        724k
2484  * 64MB:        1024k
2485  * 128MB:       1448k
2486  * 256MB:       2048k
2487  * 512MB:       2896k
2488  * 1024MB:      4096k
2489  * 2048MB:      5792k
2490  * 4096MB:      8192k
2491  * 8192MB:      11584k
2492  * 16384MB:     16384k
2493  */
2494 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2495 {
2496         unsigned long lowmem_kbytes;
2497
2498         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2499
2500         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2501         if (min_free_kbytes < 128)
2502                 min_free_kbytes = 128;
2503         if (min_free_kbytes > 65536)
2504                 min_free_kbytes = 65536;
2505         setup_per_zone_pages_min();
2506         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2507         return 0;
2508 }
2509 module_init(init_per_zone_pages_min)
2510
2511 /*
2512  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2513  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2514  *      changes.
2515  */
2516 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2517         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2518 {
2519         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2520         setup_per_zone_pages_min();
2521         return 0;
2522 }
2523
2524 /*
2525  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2526  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2527  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2528  *
2529  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2530  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2531  * if in function of the boot time zone sizes.
2532  */
2533 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2534         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2535 {
2536         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2537         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2538         return 0;
2539 }
2540
2541 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2542
2543 #ifdef CONFIG_NUMA
2544 static int __init set_hashdist(char *str)
2545 {
2546         if (!str)
2547                 return 0;
2548         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2549         return 1;
2550 }
2551 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2552 #endif
2553
2554 /*
2555  * allocate a large system hash table from bootmem
2556  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2557  *   quantity of entries
2558  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2559  */
2560 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2561                                      unsigned long bucketsize,
2562                                      unsigned long numentries,
2563                                      int scale,
2564                                      int flags,
2565                                      unsigned int *_hash_shift,
2566                                      unsigned int *_hash_mask,
2567                                      unsigned long limit)
2568 {
2569         unsigned long long max = limit;
2570         unsigned long log2qty, size;
2571         void *table = NULL;
2572
2573         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2574         if (!numentries) {
2575                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2576                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2577                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2578                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2579                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2580
2581                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2582                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2583                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2584                 else
2585                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2586         }
2587         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2588         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2589
2590         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2591         if (max == 0) {
2592                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2593                 do_div(max, bucketsize);
2594         }
2595
2596         if (numentries > max)
2597                 numentries = max;
2598
2599         log2qty = long_log2(numentries);
2600
2601         do {
2602                 size = bucketsize << log2qty;
2603                 if (flags & HASH_EARLY)
2604                         table = alloc_bootmem(size);
2605                 else if (hashdist)
2606                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2607                 else {
2608                         unsigned long order;
2609                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2610                                 ;
2611                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2612                 }
2613         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2614
2615         if (!table)
2616                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2617
2618         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2619                tablename,
2620                (1U << log2qty),
2621                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2622                size);
2623
2624         if (_hash_shift)
2625                 *_hash_shift = log2qty;
2626         if (_hash_mask)
2627                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2628
2629         return table;
2630 }