32fad6d23200f7333f4635b128b78a4cefe37c79
[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/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
44  * initializer cleaner
45  */
46 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
47 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
48 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
49 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
50 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
51 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
52 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
53 long nr_swap_pages;
54
55 /*
56  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
57  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
58  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
59  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
60  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
61  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
62  */
63 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 32 };
64
65 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
66 EXPORT_SYMBOL(nr_swap_pages);
67
68 /*
69  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
70  * id is encoded in the upper bits of page->flags
71  */
72 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
73 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
74
75 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "Normal", "HighMem" };
76 int min_free_kbytes = 1024;
77
78 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
79 unsigned long __initdata nr_all_pages;
80
81 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
82 {
83         if (page_to_pfn(page) >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
84                 return 1;
85         if (page_to_pfn(page) < zone->zone_start_pfn)
86                 return 1;
87
88         return 0;
89 }
90
91 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
92 {
93 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
94         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
95                 return 0;
96 #endif
97         if (zone != page_zone(page))
98                 return 0;
99
100         return 1;
101 }
102 /*
103  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
104  */
105 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
106 {
107         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
108                 return 1;
109         if (!page_is_consistent(zone, page))
110                 return 1;
111
112         return 0;
113 }
114
115 static void bad_page(const char *function, struct page *page)
116 {
117         printk(KERN_EMERG "Bad page state at %s (in process '%s', page %p)\n",
118                 function, current->comm, page);
119         printk(KERN_EMERG "flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
120                 (int)(2*sizeof(page_flags_t)), (unsigned long)page->flags,
121                 page->mapping, page_mapcount(page), page_count(page));
122         printk(KERN_EMERG "Backtrace:\n");
123         dump_stack();
124         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n");
125         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
126                         1 << PG_private |
127                         1 << PG_locked  |
128                         1 << PG_active  |
129                         1 << PG_dirty   |
130                         1 << PG_reclaim |
131                         1 << PG_slab    |
132                         1 << PG_swapcache |
133                         1 << PG_writeback |
134                         1 << PG_reserved );
135         set_page_count(page, 0);
136         reset_page_mapcount(page);
137         page->mapping = NULL;
138         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
139 }
140
141 #ifndef CONFIG_HUGETLB_PAGE
142 #define prep_compound_page(page, order) do { } while (0)
143 #define destroy_compound_page(page, order) do { } while (0)
144 #else
145 /*
146  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
147  *
148  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
149  *
150  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
151  *
152  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
153  * the head page (even the head page has this).
154  *
155  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
156  * compound page's put_page() function.
157  *
158  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
159  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
160  * may not be compound.
161  */
162 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
163 {
164         int i;
165         int nr_pages = 1 << order;
166
167         page[1].mapping = NULL;
168         page[1].index = order;
169         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
170                 struct page *p = page + i;
171
172                 SetPageCompound(p);
173                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
174         }
175 }
176
177 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
178 {
179         int i;
180         int nr_pages = 1 << order;
181
182         if (!PageCompound(page))
183                 return;
184
185         if (page[1].index != order)
186                 bad_page(__FUNCTION__, page);
187
188         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
189                 struct page *p = page + i;
190
191                 if (!PageCompound(p))
192                         bad_page(__FUNCTION__, page);
193                 if (page_private(p) != (unsigned long)page)
194                         bad_page(__FUNCTION__, page);
195                 ClearPageCompound(p);
196         }
197 }
198 #endif          /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
199
200 /*
201  * function for dealing with page's order in buddy system.
202  * zone->lock is already acquired when we use these.
203  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
204  */
205 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
206         return page_private(page);
207 }
208
209 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
210         set_page_private(page, order);
211         __SetPagePrivate(page);
212 }
213
214 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
215 {
216         __ClearPagePrivate(page);
217         set_page_private(page, 0);
218 }
219
220 /*
221  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
222  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
223  *
224  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
225  * the following equation:
226  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
227  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
228  * 1 buddy is #10:
229  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
230  *
231  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
232  * satisfies the following equation:
233  *     P = B & ~(1 << O)
234  *
235  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
236  */
237 static inline struct page *
238 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
239 {
240         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
241
242         return page + (buddy_idx - page_idx);
243 }
244
245 static inline unsigned long
246 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
247 {
248         return (page_idx & ~(1 << order));
249 }
250
251 /*
252  * This function checks whether a page is free && is the buddy
253  * we can do coalesce a page and its buddy if
254  * (a) the buddy is free &&
255  * (b) the buddy is on the buddy system &&
256  * (c) a page and its buddy have the same order.
257  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
258  *
259  */
260 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
261 {
262        if (PagePrivate(page)           &&
263            (page_order(page) == order) &&
264             page_count(page) == 0)
265                return 1;
266        return 0;
267 }
268
269 /*
270  * Freeing function for a buddy system allocator.
271  *
272  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
273  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
274  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
275  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
276  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
277  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
278  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
279  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
280  * parts of the VM system.
281  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
282  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
283  * order is recorded in page_private(page) field.
284  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
285  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
286  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
287  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
288  * triggers coalescing into a block of larger size.            
289  *
290  * -- wli
291  */
292
293 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
294                 struct zone *zone, unsigned int order)
295 {
296         unsigned long page_idx;
297         int order_size = 1 << order;
298
299         if (unlikely(order))
300                 destroy_compound_page(page, order);
301
302         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
303
304         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
305         BUG_ON(bad_range(zone, page));
306
307         zone->free_pages += order_size;
308         while (order < MAX_ORDER-1) {
309                 unsigned long combined_idx;
310                 struct free_area *area;
311                 struct page *buddy;
312
313                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
314                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
315
316                 if (bad_range(zone, buddy))
317                         break;
318                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
319                         break;          /* Move the buddy up one level. */
320                 list_del(&buddy->lru);
321                 area = zone->free_area + order;
322                 area->nr_free--;
323                 rmv_page_order(buddy);
324                 page = page + (combined_idx - page_idx);
325                 page_idx = combined_idx;
326                 order++;
327         }
328         set_page_order(page, order);
329         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
330         zone->free_area[order].nr_free++;
331 }
332
333 static inline void free_pages_check(const char *function, struct page *page)
334 {
335         if (    page_mapcount(page) ||
336                 page->mapping != NULL ||
337                 page_count(page) != 0 ||
338                 (page->flags & (
339                         1 << PG_lru     |
340                         1 << PG_private |
341                         1 << PG_locked  |
342                         1 << PG_active  |
343                         1 << PG_reclaim |
344                         1 << PG_slab    |
345                         1 << PG_swapcache |
346                         1 << PG_writeback |
347                         1 << PG_reserved )))
348                 bad_page(function, page);
349         if (PageDirty(page))
350                 __ClearPageDirty(page);
351 }
352
353 /*
354  * Frees a list of pages. 
355  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
356  * count is the number of pages to free.
357  *
358  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
359  * see if this freeing clears that state.
360  *
361  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
362  * pinned" detection logic.
363  */
364 static int
365 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
366                 struct list_head *list, unsigned int order)
367 {
368         unsigned long flags;
369         struct page *page = NULL;
370         int ret = 0;
371
372         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
373         zone->all_unreclaimable = 0;
374         zone->pages_scanned = 0;
375         while (!list_empty(list) && count--) {
376                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
377                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
378                 list_del(&page->lru);
379                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
380                 ret++;
381         }
382         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
383         return ret;
384 }
385
386 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
387 {
388         LIST_HEAD(list);
389         int i;
390
391         arch_free_page(page, order);
392
393         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
394
395 #ifndef CONFIG_MMU
396         if (order > 0)
397                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
398                         __put_page(page + i);
399 #endif
400
401         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
402                 free_pages_check(__FUNCTION__, page + i);
403         list_add(&page->lru, &list);
404         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
405         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
406 }
407
408
409 /*
410  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
411  * Please do not alter this order without good reasons and regression
412  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
413  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
414  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
415  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
416  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
417  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
418  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
419  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
420  *
421  * -- wli
422  */
423 static inline struct page *
424 expand(struct zone *zone, struct page *page,
425         int low, int high, struct free_area *area)
426 {
427         unsigned long size = 1 << high;
428
429         while (high > low) {
430                 area--;
431                 high--;
432                 size >>= 1;
433                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
434                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
435                 area->nr_free++;
436                 set_page_order(&page[size], high);
437         }
438         return page;
439 }
440
441 void set_page_refs(struct page *page, int order)
442 {
443 #ifdef CONFIG_MMU
444         set_page_count(page, 1);
445 #else
446         int i;
447
448         /*
449          * We need to reference all the pages for this order, otherwise if
450          * anyone accesses one of the pages with (get/put) it will be freed.
451          * - eg: access_process_vm()
452          */
453         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
454                 set_page_count(page + i, 1);
455 #endif /* CONFIG_MMU */
456 }
457
458 /*
459  * This page is about to be returned from the page allocator
460  */
461 static void prep_new_page(struct page *page, int order)
462 {
463         if (    page_mapcount(page) ||
464                 page->mapping != NULL ||
465                 page_count(page) != 0 ||
466                 (page->flags & (
467                         1 << PG_lru     |
468                         1 << PG_private |
469                         1 << PG_locked  |
470                         1 << PG_active  |
471                         1 << PG_dirty   |
472                         1 << PG_reclaim |
473                         1 << PG_slab    |
474                         1 << PG_swapcache |
475                         1 << PG_writeback |
476                         1 << PG_reserved )))
477                 bad_page(__FUNCTION__, page);
478
479         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
480                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
481                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
482         set_page_private(page, 0);
483         set_page_refs(page, order);
484         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
485 }
486
487 /* 
488  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
489  * Call me with the zone->lock already held.
490  */
491 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
492 {
493         struct free_area * area;
494         unsigned int current_order;
495         struct page *page;
496
497         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
498                 area = zone->free_area + current_order;
499                 if (list_empty(&area->free_list))
500                         continue;
501
502                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
503                 list_del(&page->lru);
504                 rmv_page_order(page);
505                 area->nr_free--;
506                 zone->free_pages -= 1UL << order;
507                 return expand(zone, page, order, current_order, area);
508         }
509
510         return NULL;
511 }
512
513 /* 
514  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
515  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
516  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
517  */
518 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
519                         unsigned long count, struct list_head *list)
520 {
521         unsigned long flags;
522         int i;
523         int allocated = 0;
524         struct page *page;
525         
526         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
527         for (i = 0; i < count; ++i) {
528                 page = __rmqueue(zone, order);
529                 if (page == NULL)
530                         break;
531                 allocated++;
532                 list_add_tail(&page->lru, list);
533         }
534         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
535         return allocated;
536 }
537
538 #ifdef CONFIG_NUMA
539 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
540 void drain_remote_pages(void)
541 {
542         struct zone *zone;
543         int i;
544         unsigned long flags;
545
546         local_irq_save(flags);
547         for_each_zone(zone) {
548                 struct per_cpu_pageset *pset;
549
550                 /* Do not drain local pagesets */
551                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
552                         continue;
553
554                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
555                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
556                         struct per_cpu_pages *pcp;
557
558                         pcp = &pset->pcp[i];
559                         if (pcp->count)
560                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
561                                                 &pcp->list, 0);
562                 }
563         }
564         local_irq_restore(flags);
565 }
566 #endif
567
568 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
569 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
570 {
571         struct zone *zone;
572         int i;
573
574         for_each_zone(zone) {
575                 struct per_cpu_pageset *pset;
576
577                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
578                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
579                         struct per_cpu_pages *pcp;
580
581                         pcp = &pset->pcp[i];
582                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
583                                                 &pcp->list, 0);
584                 }
585         }
586 }
587 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
588
589 #ifdef CONFIG_PM
590
591 void mark_free_pages(struct zone *zone)
592 {
593         unsigned long zone_pfn, flags;
594         int order;
595         struct list_head *curr;
596
597         if (!zone->spanned_pages)
598                 return;
599
600         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
601         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
602                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
603
604         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
605                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
606                         unsigned long start_pfn, i;
607
608                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
609
610                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
611                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
612         }
613         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
614 }
615
616 /*
617  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
618  */
619 void drain_local_pages(void)
620 {
621         unsigned long flags;
622
623         local_irq_save(flags);  
624         __drain_pages(smp_processor_id());
625         local_irq_restore(flags);       
626 }
627 #endif /* CONFIG_PM */
628
629 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
630 {
631 #ifdef CONFIG_NUMA
632         unsigned long flags;
633         int cpu;
634         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
635         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
636         struct per_cpu_pageset *p;
637
638         local_irq_save(flags);
639         cpu = smp_processor_id();
640         p = zone_pcp(z,cpu);
641         if (pg == orig) {
642                 p->numa_hit++;
643         } else {
644                 p->numa_miss++;
645                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
646         }
647         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
648                 p->local_node++;
649         else
650                 p->other_node++;
651         local_irq_restore(flags);
652 #endif
653 }
654
655 /*
656  * Free a 0-order page
657  */
658 static void FASTCALL(free_hot_cold_page(struct page *page, int cold));
659 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
660 {
661         struct zone *zone = page_zone(page);
662         struct per_cpu_pages *pcp;
663         unsigned long flags;
664
665         arch_free_page(page, 0);
666
667         kernel_map_pages(page, 1, 0);
668         inc_page_state(pgfree);
669         if (PageAnon(page))
670                 page->mapping = NULL;
671         free_pages_check(__FUNCTION__, page);
672         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
673         local_irq_save(flags);
674         list_add(&page->lru, &pcp->list);
675         pcp->count++;
676         if (pcp->count >= pcp->high)
677                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
678         local_irq_restore(flags);
679         put_cpu();
680 }
681
682 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
683 {
684         free_hot_cold_page(page, 0);
685 }
686         
687 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
688 {
689         free_hot_cold_page(page, 1);
690 }
691
692 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
693 {
694         int i;
695
696         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
697         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
698                 clear_highpage(page + i);
699 }
700
701 /*
702  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
703  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
704  * or two.
705  */
706 static struct page *
707 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
708 {
709         unsigned long flags;
710         struct page *page = NULL;
711         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
712
713         if (order == 0) {
714                 struct per_cpu_pages *pcp;
715
716                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
717                 local_irq_save(flags);
718                 if (pcp->count <= pcp->low)
719                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
720                                                 pcp->batch, &pcp->list);
721                 if (pcp->count) {
722                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
723                         list_del(&page->lru);
724                         pcp->count--;
725                 }
726                 local_irq_restore(flags);
727                 put_cpu();
728         }
729
730         if (page == NULL) {
731                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
732                 page = __rmqueue(zone, order);
733                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
734         }
735
736         if (page != NULL) {
737                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
738                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
739                 prep_new_page(page, order);
740
741                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
742                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
743
744                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
745                         prep_compound_page(page, order);
746         }
747         return page;
748 }
749
750 /*
751  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
752  * of the allocation.
753  */
754 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
755                       int classzone_idx, int can_try_harder, gfp_t gfp_high)
756 {
757         /* free_pages my go negative - that's OK */
758         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
759         int o;
760
761         if (gfp_high)
762                 min -= min / 2;
763         if (can_try_harder)
764                 min -= min / 4;
765
766         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
767                 return 0;
768         for (o = 0; o < order; o++) {
769                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
770                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
771
772                 /* Require fewer higher order pages to be free */
773                 min >>= 1;
774
775                 if (free_pages <= min)
776                         return 0;
777         }
778         return 1;
779 }
780
781 static inline int
782 should_reclaim_zone(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
783 {
784         if (!z->reclaim_pages)
785                 return 0;
786         if (gfp_mask & __GFP_NORECLAIM)
787                 return 0;
788         return 1;
789 }
790
791 /*
792  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
793  */
794 struct page * fastcall
795 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
796                 struct zonelist *zonelist)
797 {
798         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
799         struct zone **zones, *z;
800         struct page *page;
801         struct reclaim_state reclaim_state;
802         struct task_struct *p = current;
803         int i;
804         int classzone_idx;
805         int do_retry;
806         int can_try_harder;
807         int did_some_progress;
808
809         might_sleep_if(wait);
810
811         /*
812          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
813          * cannot run direct reclaim, or is the caller has realtime scheduling
814          * policy
815          */
816         can_try_harder = (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait;
817
818         zones = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
819
820         if (unlikely(zones[0] == NULL)) {
821                 /* Should this ever happen?? */
822                 return NULL;
823         }
824
825         classzone_idx = zone_idx(zones[0]);
826
827 restart:
828         /*
829          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
830          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
831          */
832         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
833                 int do_reclaim = should_reclaim_zone(z, gfp_mask);
834
835                 if (!cpuset_zone_allowed(z, __GFP_HARDWALL))
836                         continue;
837
838                 /*
839                  * If the zone is to attempt early page reclaim then this loop
840                  * will try to reclaim pages and check the watermark a second
841                  * time before giving up and falling back to the next zone.
842                  */
843 zone_reclaim_retry:
844                 if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_low,
845                                        classzone_idx, 0, 0)) {
846                         if (!do_reclaim)
847                                 continue;
848                         else {
849                                 zone_reclaim(z, gfp_mask, order);
850                                 /* Only try reclaim once */
851                                 do_reclaim = 0;
852                                 goto zone_reclaim_retry;
853                         }
854                 }
855
856                 page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
857                 if (page)
858                         goto got_pg;
859         }
860
861         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++)
862                 wakeup_kswapd(z, order);
863
864         /*
865          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
866          * coming from realtime tasks to go deeper into reserves
867          *
868          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
869          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
870          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
871          */
872         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
873                 if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_min,
874                                        classzone_idx, can_try_harder,
875                                        gfp_mask & __GFP_HIGH))
876                         continue;
877
878                 if (wait && !cpuset_zone_allowed(z, gfp_mask))
879                         continue;
880
881                 page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
882                 if (page)
883                         goto got_pg;
884         }
885
886         /* This allocation should allow future memory freeing. */
887
888         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
889                         && !in_interrupt()) {
890                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
891                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
892                         for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
893                                 if (!cpuset_zone_allowed(z, gfp_mask))
894                                         continue;
895                                 page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
896                                 if (page)
897                                         goto got_pg;
898                         }
899                 }
900                 goto nopage;
901         }
902
903         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
904         if (!wait)
905                 goto nopage;
906
907 rebalance:
908         cond_resched();
909
910         /* We now go into synchronous reclaim */
911         p->flags |= PF_MEMALLOC;
912         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
913         p->reclaim_state = &reclaim_state;
914
915         did_some_progress = try_to_free_pages(zones, gfp_mask);
916
917         p->reclaim_state = NULL;
918         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
919
920         cond_resched();
921
922         if (likely(did_some_progress)) {
923                 for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
924                         if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_min,
925                                                classzone_idx, can_try_harder,
926                                                gfp_mask & __GFP_HIGH))
927                                 continue;
928
929                         if (!cpuset_zone_allowed(z, gfp_mask))
930                                 continue;
931
932                         page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
933                         if (page)
934                                 goto got_pg;
935                 }
936         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
937                 /*
938                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
939                  * very high watermark here, this is only to catch
940                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
941                  * under heavy pressure.
942                  */
943                 for (i = 0; (z = zones[i]) != NULL; i++) {
944                         if (!zone_watermark_ok(z, order, z->pages_high,
945                                                classzone_idx, 0, 0))
946                                 continue;
947
948                         if (!cpuset_zone_allowed(z, __GFP_HARDWALL))
949                                 continue;
950
951                         page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
952                         if (page)
953                                 goto got_pg;
954                 }
955
956                 out_of_memory(gfp_mask, order);
957                 goto restart;
958         }
959
960         /*
961          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
962          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
963          *
964          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
965          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
966          */
967         do_retry = 0;
968         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
969                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
970                         do_retry = 1;
971                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
972                         do_retry = 1;
973         }
974         if (do_retry) {
975                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
976                 goto rebalance;
977         }
978
979 nopage:
980         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
981                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
982                         " order:%d, mode:0x%x\n",
983                         p->comm, order, gfp_mask);
984                 dump_stack();
985                 show_mem();
986         }
987         return NULL;
988 got_pg:
989         zone_statistics(zonelist, z);
990         return page;
991 }
992
993 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
994
995 /*
996  * Common helper functions.
997  */
998 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
999 {
1000         struct page * page;
1001         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1002         if (!page)
1003                 return 0;
1004         return (unsigned long) page_address(page);
1005 }
1006
1007 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1008
1009 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1010 {
1011         struct page * page;
1012
1013         /*
1014          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1015          * a highmem page
1016          */
1017         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1018
1019         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1020         if (page)
1021                 return (unsigned long) page_address(page);
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1026
1027 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1028 {
1029         int i = pagevec_count(pvec);
1030
1031         while (--i >= 0)
1032                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1033 }
1034
1035 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1036 {
1037         if (put_page_testzero(page)) {
1038                 if (order == 0)
1039                         free_hot_page(page);
1040                 else
1041                         __free_pages_ok(page, order);
1042         }
1043 }
1044
1045 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1046
1047 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1048 {
1049         if (addr != 0) {
1050                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1051                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1052         }
1053 }
1054
1055 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1056
1057 /*
1058  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1059  */
1060 unsigned int nr_free_pages(void)
1061 {
1062         unsigned int sum = 0;
1063         struct zone *zone;
1064
1065         for_each_zone(zone)
1066                 sum += zone->free_pages;
1067
1068         return sum;
1069 }
1070
1071 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1072
1073 #ifdef CONFIG_NUMA
1074 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1075 {
1076         unsigned int i, sum = 0;
1077
1078         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1079                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1080
1081         return sum;
1082 }
1083 #endif
1084
1085 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1086 {
1087         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1088         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1089         unsigned int sum = 0;
1090
1091         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1092         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1093         struct zone *zone;
1094
1095         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1096                 unsigned long size = zone->present_pages;
1097                 unsigned long high = zone->pages_high;
1098                 if (size > high)
1099                         sum += size - high;
1100         }
1101
1102         return sum;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1107  */
1108 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1109 {
1110         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1115  */
1116 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1117 {
1118         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1119 }
1120
1121 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1122 unsigned int nr_free_highpages (void)
1123 {
1124         pg_data_t *pgdat;
1125         unsigned int pages = 0;
1126
1127         for_each_pgdat(pgdat)
1128                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1129
1130         return pages;
1131 }
1132 #endif
1133
1134 #ifdef CONFIG_NUMA
1135 static void show_node(struct zone *zone)
1136 {
1137         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1138 }
1139 #else
1140 #define show_node(zone) do { } while (0)
1141 #endif
1142
1143 /*
1144  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1145  * The result is unavoidably approximate - it can change
1146  * during and after execution of this function.
1147  */
1148 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1149
1150 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1151 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1152 #ifdef CONFIG_SMP
1153 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1154 #endif
1155
1156 void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1157 {
1158         int cpu = 0;
1159
1160         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1161         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1162
1163         cpu = first_cpu(*cpumask);
1164         while (cpu < NR_CPUS) {
1165                 unsigned long *in, *out, off;
1166
1167                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1168
1169                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1170
1171                 if (cpu < NR_CPUS)
1172                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1173
1174                 out = (unsigned long *)ret;
1175                 for (off = 0; off < nr; off++)
1176                         *out++ += *in++;
1177         }
1178 }
1179
1180 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1181 {
1182         int nr;
1183         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1184
1185         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1186         nr /= sizeof(unsigned long);
1187
1188         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1189 }
1190
1191 void get_page_state(struct page_state *ret)
1192 {
1193         int nr;
1194         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1195
1196         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1197         nr /= sizeof(unsigned long);
1198
1199         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1200 }
1201
1202 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1203 {
1204         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1205
1206         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1207 }
1208
1209 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1210 {
1211         unsigned long ret = 0;
1212         int cpu;
1213
1214         for_each_online_cpu(cpu) {
1215                 unsigned long in;
1216
1217                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1218                 ret += *((unsigned long *)in);
1219         }
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1224 {
1225         unsigned long flags;
1226         void* ptr;
1227
1228         local_irq_save(flags);
1229         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1230         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1231         local_irq_restore(flags);
1232 }
1233
1234 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1235
1236 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1237                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1238 {
1239         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1240         int i;
1241
1242         *active = 0;
1243         *inactive = 0;
1244         *free = 0;
1245         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1246                 *active += zones[i].nr_active;
1247                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1248                 *free += zones[i].free_pages;
1249         }
1250 }
1251
1252 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1253                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1254 {
1255         struct pglist_data *pgdat;
1256
1257         *active = 0;
1258         *inactive = 0;
1259         *free = 0;
1260         for_each_pgdat(pgdat) {
1261                 unsigned long l, m, n;
1262                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1263                 *active += l;
1264                 *inactive += m;
1265                 *free += n;
1266         }
1267 }
1268
1269 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1270 {
1271         val->totalram = totalram_pages;
1272         val->sharedram = 0;
1273         val->freeram = nr_free_pages();
1274         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1275 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1276         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1277         val->freehigh = nr_free_highpages();
1278 #else
1279         val->totalhigh = 0;
1280         val->freehigh = 0;
1281 #endif
1282         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1283 }
1284
1285 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1286
1287 #ifdef CONFIG_NUMA
1288 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1289 {
1290         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1291
1292         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1293         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1294         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1295         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1296         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1297 }
1298 #endif
1299
1300 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1301
1302 /*
1303  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1304  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1305  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1306  */
1307 void show_free_areas(void)
1308 {
1309         struct page_state ps;
1310         int cpu, temperature;
1311         unsigned long active;
1312         unsigned long inactive;
1313         unsigned long free;
1314         struct zone *zone;
1315
1316         for_each_zone(zone) {
1317                 show_node(zone);
1318                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1319
1320                 if (!zone->present_pages) {
1321                         printk(" empty\n");
1322                         continue;
1323                 } else
1324                         printk("\n");
1325
1326                 for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; ++cpu) {
1327                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1328
1329                         if (!cpu_possible(cpu))
1330                                 continue;
1331
1332                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1333
1334                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1335                                 printk("cpu %d %s: low %d, high %d, batch %d used:%d\n",
1336                                         cpu,
1337                                         temperature ? "cold" : "hot",
1338                                         pageset->pcp[temperature].low,
1339                                         pageset->pcp[temperature].high,
1340                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1341                                         pageset->pcp[temperature].count);
1342                 }
1343         }
1344
1345         get_page_state(&ps);
1346         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1347
1348         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1349                 K(nr_free_pages()),
1350                 K(nr_free_highpages()));
1351
1352         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1353                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1354                 active,
1355                 inactive,
1356                 ps.nr_dirty,
1357                 ps.nr_writeback,
1358                 ps.nr_unstable,
1359                 nr_free_pages(),
1360                 ps.nr_slab,
1361                 ps.nr_mapped,
1362                 ps.nr_page_table_pages);
1363
1364         for_each_zone(zone) {
1365                 int i;
1366
1367                 show_node(zone);
1368                 printk("%s"
1369                         " free:%lukB"
1370                         " min:%lukB"
1371                         " low:%lukB"
1372                         " high:%lukB"
1373                         " active:%lukB"
1374                         " inactive:%lukB"
1375                         " present:%lukB"
1376                         " pages_scanned:%lu"
1377                         " all_unreclaimable? %s"
1378                         "\n",
1379                         zone->name,
1380                         K(zone->free_pages),
1381                         K(zone->pages_min),
1382                         K(zone->pages_low),
1383                         K(zone->pages_high),
1384                         K(zone->nr_active),
1385                         K(zone->nr_inactive),
1386                         K(zone->present_pages),
1387                         zone->pages_scanned,
1388                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1389                         );
1390                 printk("lowmem_reserve[]:");
1391                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1392                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1393                 printk("\n");
1394         }
1395
1396         for_each_zone(zone) {
1397                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1398
1399                 show_node(zone);
1400                 printk("%s: ", zone->name);
1401                 if (!zone->present_pages) {
1402                         printk("empty\n");
1403                         continue;
1404                 }
1405
1406                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1407                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1408                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1409                         total += nr << order;
1410                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1411                 }
1412                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1413                 printk("= %lukB\n", K(total));
1414         }
1415
1416         show_swap_cache_info();
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Builds allocation fallback zone lists.
1421  */
1422 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1423 {
1424         switch (k) {
1425                 struct zone *zone;
1426         default:
1427                 BUG();
1428         case ZONE_HIGHMEM:
1429                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1430                 if (zone->present_pages) {
1431 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1432                         BUG();
1433 #endif
1434                         zonelist->zones[j++] = zone;
1435                 }
1436         case ZONE_NORMAL:
1437                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1438                 if (zone->present_pages)
1439                         zonelist->zones[j++] = zone;
1440         case ZONE_DMA:
1441                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1442                 if (zone->present_pages)
1443                         zonelist->zones[j++] = zone;
1444         }
1445
1446         return j;
1447 }
1448
1449 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1450 {
1451         int res = ZONE_NORMAL;
1452         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1453                 res = ZONE_HIGHMEM;
1454         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1455                 res = ZONE_DMA;
1456         return res;
1457 }
1458
1459 #ifdef CONFIG_NUMA
1460 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1461 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1462 /**
1463  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1464  * @node: node whose fallback list we're appending
1465  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1466  *
1467  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1468  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1469  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1470  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1471  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1472  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1473  * on them otherwise.
1474  * It returns -1 if no node is found.
1475  */
1476 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1477 {
1478         int i, n, val;
1479         int min_val = INT_MAX;
1480         int best_node = -1;
1481
1482         for_each_online_node(i) {
1483                 cpumask_t tmp;
1484
1485                 /* Start from local node */
1486                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1487
1488                 /* Don't want a node to appear more than once */
1489                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1490                         continue;
1491
1492                 /* Use the local node if we haven't already */
1493                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1494                         best_node = node;
1495                         break;
1496                 }
1497
1498                 /* Use the distance array to find the distance */
1499                 val = node_distance(node, n);
1500
1501                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1502                 tmp = node_to_cpumask(n);
1503                 if (!cpus_empty(tmp))
1504                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1505
1506                 /* Slight preference for less loaded node */
1507                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1508                 val += node_load[n];
1509
1510                 if (val < min_val) {
1511                         min_val = val;
1512                         best_node = n;
1513                 }
1514         }
1515
1516         if (best_node >= 0)
1517                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1518
1519         return best_node;
1520 }
1521
1522 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1523 {
1524         int i, j, k, node, local_node;
1525         int prev_node, load;
1526         struct zonelist *zonelist;
1527         nodemask_t used_mask;
1528
1529         /* initialize zonelists */
1530         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1531                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1532                 zonelist->zones[0] = NULL;
1533         }
1534
1535         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1536         local_node = pgdat->node_id;
1537         load = num_online_nodes();
1538         prev_node = local_node;
1539         nodes_clear(used_mask);
1540         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1541                 /*
1542                  * We don't want to pressure a particular node.
1543                  * So adding penalty to the first node in same
1544                  * distance group to make it round-robin.
1545                  */
1546                 if (node_distance(local_node, node) !=
1547                                 node_distance(local_node, prev_node))
1548                         node_load[node] += load;
1549                 prev_node = node;
1550                 load--;
1551                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1552                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1553                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1554
1555                         k = highest_zone(i);
1556
1557                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1558                         zonelist->zones[j] = NULL;
1559                 }
1560         }
1561 }
1562
1563 #else   /* CONFIG_NUMA */
1564
1565 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1566 {
1567         int i, j, k, node, local_node;
1568
1569         local_node = pgdat->node_id;
1570         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1571                 struct zonelist *zonelist;
1572
1573                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1574
1575                 j = 0;
1576                 k = highest_zone(i);
1577                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1578                 /*
1579                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1580                  * of all the other nodes.
1581                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1582                  * building the zones for node N, we make sure that the
1583                  * zones coming right after the local ones are those from
1584                  * node N+1 (modulo N)
1585                  */
1586                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1587                         if (!node_online(node))
1588                                 continue;
1589                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1590                 }
1591                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1592                         if (!node_online(node))
1593                                 continue;
1594                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1595                 }
1596
1597                 zonelist->zones[j] = NULL;
1598         }
1599 }
1600
1601 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1602
1603 void __init build_all_zonelists(void)
1604 {
1605         int i;
1606
1607         for_each_online_node(i)
1608                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1609         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1610         cpuset_init_current_mems_allowed();
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1615  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1616  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1617  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1618  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1619  * conservative, even though it seems large.
1620  *
1621  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1622  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1623  */
1624 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1625
1626 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1627 {
1628         unsigned long size = 1;
1629
1630         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1631
1632         while (size < pages)
1633                 size <<= 1;
1634
1635         /*
1636          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1637          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1638          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1639          */
1640         size = min(size, 4096UL);
1641
1642         return max(size, 4UL);
1643 }
1644
1645 /*
1646  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1647  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1648  * hash function before the remainder is taken.
1649  */
1650 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1651 {
1652         return ffz(~size);
1653 }
1654
1655 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1656
1657 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1658                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1659 {
1660         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1661         int i;
1662
1663         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1664                 totalpages += zones_size[i];
1665         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1666
1667         realtotalpages = totalpages;
1668         if (zholes_size)
1669                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1670                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1671         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1672         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1673 }
1674
1675
1676 /*
1677  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1678  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1679  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1680  */
1681 void __init memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1682                 unsigned long start_pfn)
1683 {
1684         struct page *page;
1685         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1686         unsigned long pfn;
1687
1688         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1689                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1690                         continue;
1691                 if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1692                         continue;
1693                 page = pfn_to_page(pfn);
1694                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1695                 set_page_count(page, 1);
1696                 reset_page_mapcount(page);
1697                 SetPageReserved(page);
1698                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1699 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1700                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1701                 if (!is_highmem_idx(zone))
1702                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1703 #endif
1704         }
1705 }
1706
1707 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1708                                 unsigned long size)
1709 {
1710         int order;
1711         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1712                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1713                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1714         }
1715 }
1716
1717 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1718 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1719                 unsigned long size)
1720 {
1721         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1722         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1723
1724         if (FLAGS_HAS_NODE)
1725                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1726         else
1727                 for (; snum <= end; snum++)
1728                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1729 }
1730
1731 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1732 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1733         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1734 #endif
1735
1736 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1737 {
1738         int batch;
1739
1740         /*
1741          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1742          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1743          *
1744          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1745          */
1746         batch = zone->present_pages / 1024;
1747         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1748                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1749         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1750         if (batch < 1)
1751                 batch = 1;
1752
1753         /*
1754          * We will be trying to allcoate bigger chunks of contiguous
1755          * memory of the order of fls(batch).  This should result in
1756          * better cache coloring.
1757          *
1758          * A sanity check also to ensure that batch is still in limits.
1759          */
1760         batch = (1 << fls(batch + batch/2));
1761
1762         if (fls(batch) >= (PAGE_SHIFT + MAX_ORDER - 2))
1763                 batch = PAGE_SHIFT + ((MAX_ORDER - 1 - PAGE_SHIFT)/2);
1764
1765         return batch;
1766 }
1767
1768 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1769 {
1770         struct per_cpu_pages *pcp;
1771
1772         memset(p, 0, sizeof(*p));
1773
1774         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1775         pcp->count = 0;
1776         pcp->low = 0;
1777         pcp->high = 6 * batch;
1778         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1779         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1780
1781         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1782         pcp->count = 0;
1783         pcp->low = 0;
1784         pcp->high = 2 * batch;
1785         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1786         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1787 }
1788
1789 #ifdef CONFIG_NUMA
1790 /*
1791  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1792  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1793  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1794  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1795  * with interrupts disabled.
1796  *
1797  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1798  *
1799  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1800  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1801  * hotplugged processors.
1802  *
1803  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1804  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1805  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1806  */
1807 static struct per_cpu_pageset
1808         boot_pageset[NR_CPUS];
1809
1810 /*
1811  * Dynamically allocate memory for the
1812  * per cpu pageset array in struct zone.
1813  */
1814 static int __devinit process_zones(int cpu)
1815 {
1816         struct zone *zone, *dzone;
1817
1818         for_each_zone(zone) {
1819
1820                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1821                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1822                 if (!zone->pageset[cpu])
1823                         goto bad;
1824
1825                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1826         }
1827
1828         return 0;
1829 bad:
1830         for_each_zone(dzone) {
1831                 if (dzone == zone)
1832                         break;
1833                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1834                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1835         }
1836         return -ENOMEM;
1837 }
1838
1839 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1840 {
1841 #ifdef CONFIG_NUMA
1842         struct zone *zone;
1843
1844         for_each_zone(zone) {
1845                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1846
1847                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1848                 kfree(pset);
1849         }
1850 #endif
1851 }
1852
1853 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1854                 unsigned long action,
1855                 void *hcpu)
1856 {
1857         int cpu = (long)hcpu;
1858         int ret = NOTIFY_OK;
1859
1860         switch (action) {
1861                 case CPU_UP_PREPARE:
1862                         if (process_zones(cpu))
1863                                 ret = NOTIFY_BAD;
1864                         break;
1865 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1866                 case CPU_DEAD:
1867                         free_zone_pagesets(cpu);
1868                         break;
1869 #endif
1870                 default:
1871                         break;
1872         }
1873         return ret;
1874 }
1875
1876 static struct notifier_block pageset_notifier =
1877         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1878
1879 void __init setup_per_cpu_pageset()
1880 {
1881         int err;
1882
1883         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1884          * A cpuup callback will do this for every cpu
1885          * as it comes online
1886          */
1887         err = process_zones(smp_processor_id());
1888         BUG_ON(err);
1889         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1890 }
1891
1892 #endif
1893
1894 static __devinit
1895 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1896 {
1897         int i;
1898         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1899
1900         /*
1901          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1902          * per zone.
1903          */
1904         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1905         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1906         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1907                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1908                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1909
1910         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1911                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1912 }
1913
1914 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1915 {
1916         int cpu;
1917         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1918
1919         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1920 #ifdef CONFIG_NUMA
1921                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1922                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1923                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1924 #else
1925                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1926 #endif
1927         }
1928         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1929                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1930 }
1931
1932 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1933                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1934 {
1935         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1936
1937         zone_wait_table_init(zone, size);
1938         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1939
1940         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1941         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1942
1943         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1944
1945         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Set up the zone data structures:
1950  *   - mark all pages reserved
1951  *   - mark all memory queues empty
1952  *   - clear the memory bitmaps
1953  */
1954 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1955                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1956 {
1957         unsigned long j;
1958         int nid = pgdat->node_id;
1959         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1960
1961         pgdat_resize_init(pgdat);
1962         pgdat->nr_zones = 0;
1963         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1964         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1965         
1966         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1967                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1968                 unsigned long size, realsize;
1969
1970                 realsize = size = zones_size[j];
1971                 if (zholes_size)
1972                         realsize -= zholes_size[j];
1973
1974                 if (j == ZONE_DMA || j == ZONE_NORMAL)
1975                         nr_kernel_pages += realsize;
1976                 nr_all_pages += realsize;
1977
1978                 zone->spanned_pages = size;
1979                 zone->present_pages = realsize;
1980                 zone->name = zone_names[j];
1981                 spin_lock_init(&zone->lock);
1982                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
1983                 zone->zone_pgdat = pgdat;
1984                 zone->free_pages = 0;
1985
1986                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
1987
1988                 zone_pcp_init(zone);
1989                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
1990                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
1991                 zone->nr_scan_active = 0;
1992                 zone->nr_scan_inactive = 0;
1993                 zone->nr_active = 0;
1994                 zone->nr_inactive = 0;
1995                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
1996                 if (!size)
1997                         continue;
1998
1999                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2000                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2001                 zone_start_pfn += size;
2002         }
2003 }
2004
2005 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2006 {
2007         /* Skip empty nodes */
2008         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2009                 return;
2010
2011 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2012         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2013         if (!pgdat->node_mem_map) {
2014                 unsigned long size;
2015                 struct page *map;
2016
2017                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2018                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2019                 if (!map)
2020                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2021                 pgdat->node_mem_map = map;
2022         }
2023 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2024         /*
2025          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2026          */
2027         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2028                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2029 #endif
2030 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2031 }
2032
2033 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2034                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2035                 unsigned long *zholes_size)
2036 {
2037         pgdat->node_id = nid;
2038         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2039         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2040
2041         alloc_node_mem_map(pgdat);
2042
2043         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2044 }
2045
2046 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2047 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2048 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2049
2050 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2051 #endif
2052
2053 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2054 {
2055         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2056                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2057 }
2058
2059 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2060
2061 #include <linux/seq_file.h>
2062
2063 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2064 {
2065         pg_data_t *pgdat;
2066         loff_t node = *pos;
2067
2068         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2069                 --node;
2070
2071         return pgdat;
2072 }
2073
2074 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2075 {
2076         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2077
2078         (*pos)++;
2079         return pgdat->pgdat_next;
2080 }
2081
2082 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2083 {
2084 }
2085
2086 /* 
2087  * This walks the free areas for each zone.
2088  */
2089 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2090 {
2091         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2092         struct zone *zone;
2093         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2094         unsigned long flags;
2095         int order;
2096
2097         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2098                 if (!zone->present_pages)
2099                         continue;
2100
2101                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2102                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2103                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2104                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2105                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2106                 seq_putc(m, '\n');
2107         }
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 struct seq_operations fragmentation_op = {
2112         .start  = frag_start,
2113         .next   = frag_next,
2114         .stop   = frag_stop,
2115         .show   = frag_show,
2116 };
2117
2118 /*
2119  * Output information about zones in @pgdat.
2120  */
2121 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2122 {
2123         pg_data_t *pgdat = arg;
2124         struct zone *zone;
2125         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2126         unsigned long flags;
2127
2128         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2129                 int i;
2130
2131                 if (!zone->present_pages)
2132                         continue;
2133
2134                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2135                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2136                 seq_printf(m,
2137                            "\n  pages free     %lu"
2138                            "\n        min      %lu"
2139                            "\n        low      %lu"
2140                            "\n        high     %lu"
2141                            "\n        active   %lu"
2142                            "\n        inactive %lu"
2143                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2144                            "\n        spanned  %lu"
2145                            "\n        present  %lu",
2146                            zone->free_pages,
2147                            zone->pages_min,
2148                            zone->pages_low,
2149                            zone->pages_high,
2150                            zone->nr_active,
2151                            zone->nr_inactive,
2152                            zone->pages_scanned,
2153                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2154                            zone->spanned_pages,
2155                            zone->present_pages);
2156                 seq_printf(m,
2157                            "\n        protection: (%lu",
2158                            zone->lowmem_reserve[0]);
2159                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2160                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2161                 seq_printf(m,
2162                            ")"
2163                            "\n  pagesets");
2164                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2165                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2166                         int j;
2167
2168                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2169                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2170                                 if (pageset->pcp[j].count)
2171                                         break;
2172                         }
2173                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2174                                 continue;
2175                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2176                                 seq_printf(m,
2177                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2178                                            "\n              count: %i"
2179                                            "\n              low:   %i"
2180                                            "\n              high:  %i"
2181                                            "\n              batch: %i",
2182                                            i, j,
2183                                            pageset->pcp[j].count,
2184                                            pageset->pcp[j].low,
2185                                            pageset->pcp[j].high,
2186                                            pageset->pcp[j].batch);
2187                         }
2188 #ifdef CONFIG_NUMA
2189                         seq_printf(m,
2190                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2191                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2192                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2193                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2194                                    "\n            local_node:     %lu"
2195                                    "\n            other_node:     %lu",
2196                                    pageset->numa_hit,
2197                                    pageset->numa_miss,
2198                                    pageset->numa_foreign,
2199                                    pageset->interleave_hit,
2200                                    pageset->local_node,
2201                                    pageset->other_node);
2202 #endif
2203                 }
2204                 seq_printf(m,
2205                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2206                            "\n  prev_priority:     %i"
2207                            "\n  temp_priority:     %i"
2208                            "\n  start_pfn:         %lu",
2209                            zone->all_unreclaimable,
2210                            zone->prev_priority,
2211                            zone->temp_priority,
2212                            zone->zone_start_pfn);
2213                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2214                 seq_putc(m, '\n');
2215         }
2216         return 0;
2217 }
2218
2219 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2220         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2221                                * fragmentation. */
2222         .next   = frag_next,
2223         .stop   = frag_stop,
2224         .show   = zoneinfo_show,
2225 };
2226
2227 static char *vmstat_text[] = {
2228         "nr_dirty",
2229         "nr_writeback",
2230         "nr_unstable",
2231         "nr_page_table_pages",
2232         "nr_mapped",
2233         "nr_slab",
2234
2235         "pgpgin",
2236         "pgpgout",
2237         "pswpin",
2238         "pswpout",
2239         "pgalloc_high",
2240
2241         "pgalloc_normal",
2242         "pgalloc_dma",
2243         "pgfree",
2244         "pgactivate",
2245         "pgdeactivate",
2246
2247         "pgfault",
2248         "pgmajfault",
2249         "pgrefill_high",
2250         "pgrefill_normal",
2251         "pgrefill_dma",
2252
2253         "pgsteal_high",
2254         "pgsteal_normal",
2255         "pgsteal_dma",
2256         "pgscan_kswapd_high",
2257         "pgscan_kswapd_normal",
2258
2259         "pgscan_kswapd_dma",
2260         "pgscan_direct_high",
2261         "pgscan_direct_normal",
2262         "pgscan_direct_dma",
2263         "pginodesteal",
2264
2265         "slabs_scanned",
2266         "kswapd_steal",
2267         "kswapd_inodesteal",
2268         "pageoutrun",
2269         "allocstall",
2270
2271         "pgrotated",
2272         "nr_bounce",
2273 };
2274
2275 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2276 {
2277         struct page_state *ps;
2278
2279         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2280                 return NULL;
2281
2282         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2283         m->private = ps;
2284         if (!ps)
2285                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2286         get_full_page_state(ps);
2287         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2288         ps->pgpgout /= 2;
2289         return (unsigned long *)ps + *pos;
2290 }
2291
2292 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2293 {
2294         (*pos)++;
2295         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2296                 return NULL;
2297         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2298 }
2299
2300 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2301 {
2302         unsigned long *l = arg;
2303         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2304
2305         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2306         return 0;
2307 }
2308
2309 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2310 {
2311         kfree(m->private);
2312         m->private = NULL;
2313 }
2314
2315 struct seq_operations vmstat_op = {
2316         .start  = vmstat_start,
2317         .next   = vmstat_next,
2318         .stop   = vmstat_stop,
2319         .show   = vmstat_show,
2320 };
2321
2322 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2323
2324 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2325 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2326                                  unsigned long action, void *hcpu)
2327 {
2328         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2329         long *count;
2330         unsigned long *src, *dest;
2331
2332         if (action == CPU_DEAD) {
2333                 int i;
2334
2335                 /* Drain local pagecache count. */
2336                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2337                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2338                 *count = 0;
2339                 local_irq_disable();
2340                 __drain_pages(cpu);
2341
2342                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2343                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2344                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2345
2346                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2347                                 i++) {
2348                         dest[i] += src[i];
2349                         src[i] = 0;
2350                 }
2351
2352                 local_irq_enable();
2353         }
2354         return NOTIFY_OK;
2355 }
2356 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2357
2358 void __init page_alloc_init(void)
2359 {
2360         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2365  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2366  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2367  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2368  */
2369 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2370 {
2371         struct pglist_data *pgdat;
2372         int j, idx;
2373
2374         for_each_pgdat(pgdat) {
2375                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2376                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2377                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2378
2379                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2380
2381                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2382                                 struct zone *lower_zone;
2383
2384                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2385                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2386
2387                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2388                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2389                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2390                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2391                         }
2392                 }
2393         }
2394 }
2395
2396 /*
2397  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2398  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2399  *      with respect to min_free_kbytes.
2400  */
2401 static void setup_per_zone_pages_min(void)
2402 {
2403         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2404         unsigned long lowmem_pages = 0;
2405         struct zone *zone;
2406         unsigned long flags;
2407
2408         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2409         for_each_zone(zone) {
2410                 if (!is_highmem(zone))
2411                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2412         }
2413
2414         for_each_zone(zone) {
2415                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2416                 if (is_highmem(zone)) {
2417                         /*
2418                          * Often, highmem doesn't need to reserve any pages.
2419                          * But the pages_min/low/high values are also used for
2420                          * batching up page reclaim activity so we need a
2421                          * decent value here.
2422                          */
2423                         int min_pages;
2424
2425                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2426                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2427                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2428                         if (min_pages > 128)
2429                                 min_pages = 128;
2430                         zone->pages_min = min_pages;
2431                 } else {
2432                         /* if it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2433                          * proportionate to the zone's size.
2434                          */
2435                         zone->pages_min = (pages_min * zone->present_pages) /
2436                                            lowmem_pages;
2437                 }
2438
2439                 /*
2440                  * When interpreting these watermarks, just keep in mind that:
2441                  * zone->pages_min == (zone->pages_min * 4) / 4;
2442                  */
2443                 zone->pages_low   = (zone->pages_min * 5) / 4;
2444                 zone->pages_high  = (zone->pages_min * 6) / 4;
2445                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2446         }
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Initialise min_free_kbytes.
2451  *
2452  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2453  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2454  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2455  *
2456  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2457  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2458  *
2459  * which yields
2460  *
2461  * 16MB:        512k
2462  * 32MB:        724k
2463  * 64MB:        1024k
2464  * 128MB:       1448k
2465  * 256MB:       2048k
2466  * 512MB:       2896k
2467  * 1024MB:      4096k
2468  * 2048MB:      5792k
2469  * 4096MB:      8192k
2470  * 8192MB:      11584k
2471  * 16384MB:     16384k
2472  */
2473 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2474 {
2475         unsigned long lowmem_kbytes;
2476
2477         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2478
2479         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2480         if (min_free_kbytes < 128)
2481                 min_free_kbytes = 128;
2482         if (min_free_kbytes > 65536)
2483                 min_free_kbytes = 65536;
2484         setup_per_zone_pages_min();
2485         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2486         return 0;
2487 }
2488 module_init(init_per_zone_pages_min)
2489
2490 /*
2491  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2492  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2493  *      changes.
2494  */
2495 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2496         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2497 {
2498         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2499         setup_per_zone_pages_min();
2500         return 0;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2505  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2506  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2507  *
2508  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2509  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2510  * if in function of the boot time zone sizes.
2511  */
2512 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2513         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2514 {
2515         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2516         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2517         return 0;
2518 }
2519
2520 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2521
2522 #ifdef CONFIG_NUMA
2523 static int __init set_hashdist(char *str)
2524 {
2525         if (!str)
2526                 return 0;
2527         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2528         return 1;
2529 }
2530 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2531 #endif
2532
2533 /*
2534  * allocate a large system hash table from bootmem
2535  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2536  *   quantity of entries
2537  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2538  */
2539 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2540                                      unsigned long bucketsize,
2541                                      unsigned long numentries,
2542                                      int scale,
2543                                      int flags,
2544                                      unsigned int *_hash_shift,
2545                                      unsigned int *_hash_mask,
2546                                      unsigned long limit)
2547 {
2548         unsigned long long max = limit;
2549         unsigned long log2qty, size;
2550         void *table = NULL;
2551
2552         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2553         if (!numentries) {
2554                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2555                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2556                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2557                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2558                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2559
2560                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2561                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2562                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2563                 else
2564                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2565         }
2566         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2567         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2568
2569         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2570         if (max == 0) {
2571                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2572                 do_div(max, bucketsize);
2573         }
2574
2575         if (numentries > max)
2576                 numentries = max;
2577
2578         log2qty = long_log2(numentries);
2579
2580         do {
2581                 size = bucketsize << log2qty;
2582                 if (flags & HASH_EARLY)
2583                         table = alloc_bootmem(size);
2584                 else if (hashdist)
2585                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2586                 else {
2587                         unsigned long order;
2588                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2589                                 ;
2590                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2591                 }
2592         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2593
2594         if (!table)
2595                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2596
2597         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2598                tablename,
2599                (1U << log2qty),
2600                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2601                size);
2602
2603         if (_hash_shift)
2604                 *_hash_shift = log2qty;
2605         if (_hash_mask)
2606                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2607
2608         return table;
2609 }