Add white list into modpost.c for memory hotplug code and ia64's machvec section
[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/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          "DMA",
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          "DMA32",
95 #endif
96          "Normal",
97 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
98          "HighMem"
99 #endif
100 };
101
102 int min_free_kbytes = 1024;
103
104 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
105 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
106 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   int __meminitdata nr_nodemap_entries;
131   unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
134   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
135   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
136 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
137 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
138
139 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
140 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
141 {
142         int ret = 0;
143         unsigned seq;
144         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
145
146         do {
147                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
148                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
149                         ret = 1;
150                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
151                         ret = 1;
152         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
153
154         return ret;
155 }
156
157 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
158 {
159         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
160                 return 0;
161         if (zone != page_zone(page))
162                 return 0;
163
164         return 1;
165 }
166 /*
167  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
168  */
169 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
170 {
171         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
172                 return 1;
173         if (!page_is_consistent(zone, page))
174                 return 1;
175
176         return 0;
177 }
178 #else
179 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         return 0;
182 }
183 #endif
184
185 static void bad_page(struct page *page)
186 {
187         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
188                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
189                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
190                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
191                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
192                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
193                 page_mapcount(page), page_count(page));
194         dump_stack();
195         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
196                         1 << PG_private |
197                         1 << PG_locked  |
198                         1 << PG_active  |
199                         1 << PG_dirty   |
200                         1 << PG_reclaim |
201                         1 << PG_slab    |
202                         1 << PG_swapcache |
203                         1 << PG_writeback |
204                         1 << PG_buddy );
205         set_page_count(page, 0);
206         reset_page_mapcount(page);
207         page->mapping = NULL;
208         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
209 }
210
211 /*
212  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
213  *
214  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
215  *
216  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
217  *
218  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
219  * the head page (even the head page has this).
220  *
221  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
222  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
223  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
224  */
225
226 static void free_compound_page(struct page *page)
227 {
228         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
229 }
230
231 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
232 {
233         int i;
234         int nr_pages = 1 << order;
235
236         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
237         set_compound_order(page, order);
238         __SetPageHead(page);
239         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
240                 struct page *p = page + i;
241
242                 __SetPageTail(p);
243                 p->first_page = page;
244         }
245 }
246
247 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
248 {
249         int i;
250         int nr_pages = 1 << order;
251
252         if (unlikely(compound_order(page) != order))
253                 bad_page(page);
254
255         if (unlikely(!PageHead(page)))
256                         bad_page(page);
257         __ClearPageHead(page);
258         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
259                 struct page *p = page + i;
260
261                 if (unlikely(!PageTail(p) |
262                                 (p->first_page != page)))
263                         bad_page(page);
264                 __ClearPageTail(p);
265         }
266 }
267
268 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
269 {
270         int i;
271
272         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
273         /*
274          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
275          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
276          */
277         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
278         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
279                 clear_highpage(page + i);
280 }
281
282 /*
283  * function for dealing with page's order in buddy system.
284  * zone->lock is already acquired when we use these.
285  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
286  */
287 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
288 {
289         return page_private(page);
290 }
291
292 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
293 {
294         set_page_private(page, order);
295         __SetPageBuddy(page);
296 }
297
298 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
299 {
300         __ClearPageBuddy(page);
301         set_page_private(page, 0);
302 }
303
304 /*
305  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
306  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
307  *
308  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
309  * the following equation:
310  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
311  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
312  * 1 buddy is #10:
313  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
314  *
315  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
316  * satisfies the following equation:
317  *     P = B & ~(1 << O)
318  *
319  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
320  */
321 static inline struct page *
322 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
323 {
324         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
325
326         return page + (buddy_idx - page_idx);
327 }
328
329 static inline unsigned long
330 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
331 {
332         return (page_idx & ~(1 << order));
333 }
334
335 /*
336  * This function checks whether a page is free && is the buddy
337  * we can do coalesce a page and its buddy if
338  * (a) the buddy is not in a hole &&
339  * (b) the buddy is in the buddy system &&
340  * (c) a page and its buddy have the same order &&
341  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
342  *
343  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
344  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
345  *
346  * For recording page's order, we use page_private(page).
347  */
348 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
349                                                                 int order)
350 {
351         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
352                 return 0;
353
354         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
355                 return 0;
356
357         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
358                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
359                 return 1;
360         }
361         return 0;
362 }
363
364 /*
365  * Freeing function for a buddy system allocator.
366  *
367  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
368  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
369  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
370  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
371  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
372  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
373  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
374  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
375  * parts of the VM system.
376  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
377  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
378  * order is recorded in page_private(page) field.
379  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
380  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
381  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
382  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
383  * triggers coalescing into a block of larger size.            
384  *
385  * -- wli
386  */
387
388 static inline void __free_one_page(struct page *page,
389                 struct zone *zone, unsigned int order)
390 {
391         unsigned long page_idx;
392         int order_size = 1 << order;
393
394         if (unlikely(PageCompound(page)))
395                 destroy_compound_page(page, order);
396
397         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
398
399         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
400         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
401
402         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
403         while (order < MAX_ORDER-1) {
404                 unsigned long combined_idx;
405                 struct free_area *area;
406                 struct page *buddy;
407
408                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
409                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
410                         break;          /* Move the buddy up one level. */
411
412                 list_del(&buddy->lru);
413                 area = zone->free_area + order;
414                 area->nr_free--;
415                 rmv_page_order(buddy);
416                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
417                 page = page + (combined_idx - page_idx);
418                 page_idx = combined_idx;
419                 order++;
420         }
421         set_page_order(page, order);
422         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
423         zone->free_area[order].nr_free++;
424 }
425
426 static inline int free_pages_check(struct page *page)
427 {
428         if (unlikely(page_mapcount(page) |
429                 (page->mapping != NULL)  |
430                 (page_count(page) != 0)  |
431                 (page->flags & (
432                         1 << PG_lru     |
433                         1 << PG_private |
434                         1 << PG_locked  |
435                         1 << PG_active  |
436                         1 << PG_slab    |
437                         1 << PG_swapcache |
438                         1 << PG_writeback |
439                         1 << PG_reserved |
440                         1 << PG_buddy ))))
441                 bad_page(page);
442         /*
443          * PageReclaim == PageTail. It is only an error
444          * for PageReclaim to be set if PageCompound is clear.
445          */
446         if (unlikely(!PageCompound(page) && PageReclaim(page)))
447                 bad_page(page);
448         if (PageDirty(page))
449                 __ClearPageDirty(page);
450         /*
451          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
452          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
453          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
454          */
455         return PageReserved(page);
456 }
457
458 /*
459  * Frees a list of pages. 
460  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
461  * count is the number of pages to free.
462  *
463  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
464  * see if this freeing clears that state.
465  *
466  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
467  * pinned" detection logic.
468  */
469 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
470                                         struct list_head *list, int order)
471 {
472         spin_lock(&zone->lock);
473         zone->all_unreclaimable = 0;
474         zone->pages_scanned = 0;
475         while (count--) {
476                 struct page *page;
477
478                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
479                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
480                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
481                 list_del(&page->lru);
482                 __free_one_page(page, zone, order);
483         }
484         spin_unlock(&zone->lock);
485 }
486
487 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
488 {
489         spin_lock(&zone->lock);
490         zone->all_unreclaimable = 0;
491         zone->pages_scanned = 0;
492         __free_one_page(page, zone, order);
493         spin_unlock(&zone->lock);
494 }
495
496 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
497 {
498         unsigned long flags;
499         int i;
500         int reserved = 0;
501
502         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
503                 reserved += free_pages_check(page + i);
504         if (reserved)
505                 return;
506
507         if (!PageHighMem(page))
508                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
509         arch_free_page(page, order);
510         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
511
512         local_irq_save(flags);
513         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
514         free_one_page(page_zone(page), page, order);
515         local_irq_restore(flags);
516 }
517
518 /*
519  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
520  */
521 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
522 {
523         if (order == 0) {
524                 __ClearPageReserved(page);
525                 set_page_count(page, 0);
526                 set_page_refcounted(page);
527                 __free_page(page);
528         } else {
529                 int loop;
530
531                 prefetchw(page);
532                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
533                         struct page *p = &page[loop];
534
535                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
536                                 prefetchw(p + 1);
537                         __ClearPageReserved(p);
538                         set_page_count(p, 0);
539                 }
540
541                 set_page_refcounted(page);
542                 __free_pages(page, order);
543         }
544 }
545
546
547 /*
548  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
549  * Please do not alter this order without good reasons and regression
550  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
551  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
552  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
553  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
554  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
555  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
556  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
557  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
558  *
559  * -- wli
560  */
561 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
562         int low, int high, struct free_area *area)
563 {
564         unsigned long size = 1 << high;
565
566         while (high > low) {
567                 area--;
568                 high--;
569                 size >>= 1;
570                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
571                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
572                 area->nr_free++;
573                 set_page_order(&page[size], high);
574         }
575 }
576
577 /*
578  * This page is about to be returned from the page allocator
579  */
580 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
581 {
582         if (unlikely(page_mapcount(page) |
583                 (page->mapping != NULL)  |
584                 (page_count(page) != 0)  |
585                 (page->flags & (
586                         1 << PG_lru     |
587                         1 << PG_private |
588                         1 << PG_locked  |
589                         1 << PG_active  |
590                         1 << PG_dirty   |
591                         1 << PG_reclaim |
592                         1 << PG_slab    |
593                         1 << PG_swapcache |
594                         1 << PG_writeback |
595                         1 << PG_reserved |
596                         1 << PG_buddy ))))
597                 bad_page(page);
598
599         /*
600          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
601          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
602          */
603         if (PageReserved(page))
604                 return 1;
605
606         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
607                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
608                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
609         set_page_private(page, 0);
610         set_page_refcounted(page);
611
612         arch_alloc_page(page, order);
613         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
614
615         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
616                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
617
618         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
619                 prep_compound_page(page, order);
620
621         return 0;
622 }
623
624 /* 
625  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
626  * Call me with the zone->lock already held.
627  */
628 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
629 {
630         struct free_area * area;
631         unsigned int current_order;
632         struct page *page;
633
634         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
635                 area = zone->free_area + current_order;
636                 if (list_empty(&area->free_list))
637                         continue;
638
639                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
640                 list_del(&page->lru);
641                 rmv_page_order(page);
642                 area->nr_free--;
643                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
644                 expand(zone, page, order, current_order, area);
645                 return page;
646         }
647
648         return NULL;
649 }
650
651 /* 
652  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
653  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
654  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
655  */
656 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
657                         unsigned long count, struct list_head *list)
658 {
659         int i;
660         
661         spin_lock(&zone->lock);
662         for (i = 0; i < count; ++i) {
663                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
664                 if (unlikely(page == NULL))
665                         break;
666                 list_add_tail(&page->lru, list);
667         }
668         spin_unlock(&zone->lock);
669         return i;
670 }
671
672 #if MAX_NUMNODES > 1
673 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
674 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
675
676 /*
677  * Figure out the number of possible node ids.
678  */
679 static void __init setup_nr_node_ids(void)
680 {
681         unsigned int node;
682         unsigned int highest = 0;
683
684         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
685                 highest = node;
686         nr_node_ids = highest + 1;
687 }
688 #else
689 static void __init setup_nr_node_ids(void) {}
690 #endif
691
692 #ifdef CONFIG_NUMA
693 /*
694  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
695  * belongs to the currently executing processor.
696  * Note that this function must be called with the thread pinned to
697  * a single processor.
698  */
699 void drain_node_pages(int nodeid)
700 {
701         int i;
702         enum zone_type z;
703         unsigned long flags;
704
705         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
706                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
707                 struct per_cpu_pageset *pset;
708
709                 if (!populated_zone(zone))
710                         continue;
711
712                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
713                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
714                         struct per_cpu_pages *pcp;
715
716                         pcp = &pset->pcp[i];
717                         if (pcp->count) {
718                                 int to_drain;
719
720                                 local_irq_save(flags);
721                                 if (pcp->count >= pcp->batch)
722                                         to_drain = pcp->batch;
723                                 else
724                                         to_drain = pcp->count;
725                                 free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
726                                 pcp->count -= to_drain;
727                                 local_irq_restore(flags);
728                         }
729                 }
730         }
731 }
732 #endif
733
734 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
735 {
736         unsigned long flags;
737         struct zone *zone;
738         int i;
739
740         for_each_zone(zone) {
741                 struct per_cpu_pageset *pset;
742
743                 if (!populated_zone(zone))
744                         continue;
745
746                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
747                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
748                         struct per_cpu_pages *pcp;
749
750                         pcp = &pset->pcp[i];
751                         local_irq_save(flags);
752                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
753                         pcp->count = 0;
754                         local_irq_restore(flags);
755                 }
756         }
757 }
758
759 #ifdef CONFIG_PM
760
761 void mark_free_pages(struct zone *zone)
762 {
763         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
764         unsigned long flags;
765         int order;
766         struct list_head *curr;
767
768         if (!zone->spanned_pages)
769                 return;
770
771         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
772
773         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
774         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
775                 if (pfn_valid(pfn)) {
776                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
777
778                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
779                                 swsusp_unset_page_free(page);
780                 }
781
782         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
783                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
784                         unsigned long i;
785
786                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
787                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
788                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
789                 }
790
791         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
792 }
793
794 /*
795  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
796  */
797 void drain_local_pages(void)
798 {
799         unsigned long flags;
800
801         local_irq_save(flags);  
802         __drain_pages(smp_processor_id());
803         local_irq_restore(flags);       
804 }
805 #endif /* CONFIG_PM */
806
807 /*
808  * Free a 0-order page
809  */
810 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
811 {
812         struct zone *zone = page_zone(page);
813         struct per_cpu_pages *pcp;
814         unsigned long flags;
815
816         if (PageAnon(page))
817                 page->mapping = NULL;
818         if (free_pages_check(page))
819                 return;
820
821         if (!PageHighMem(page))
822                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
823         arch_free_page(page, 0);
824         kernel_map_pages(page, 1, 0);
825
826         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
827         local_irq_save(flags);
828         __count_vm_event(PGFREE);
829         list_add(&page->lru, &pcp->list);
830         pcp->count++;
831         if (pcp->count >= pcp->high) {
832                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
833                 pcp->count -= pcp->batch;
834         }
835         local_irq_restore(flags);
836         put_cpu();
837 }
838
839 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
840 {
841         free_hot_cold_page(page, 0);
842 }
843         
844 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
845 {
846         free_hot_cold_page(page, 1);
847 }
848
849 /*
850  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
851  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
852  * Each sub-page must be freed individually.
853  *
854  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
855  * Please consult with lkml before using this in your driver.
856  */
857 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
858 {
859         int i;
860
861         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
862         VM_BUG_ON(!page_count(page));
863         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
864                 set_page_refcounted(page + i);
865 }
866
867 /*
868  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
869  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
870  * or two.
871  */
872 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
873                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
874 {
875         unsigned long flags;
876         struct page *page;
877         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
878         int cpu;
879
880 again:
881         cpu  = get_cpu();
882         if (likely(order == 0)) {
883                 struct per_cpu_pages *pcp;
884
885                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
886                 local_irq_save(flags);
887                 if (!pcp->count) {
888                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
889                                                 pcp->batch, &pcp->list);
890                         if (unlikely(!pcp->count))
891                                 goto failed;
892                 }
893                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
894                 list_del(&page->lru);
895                 pcp->count--;
896         } else {
897                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
898                 page = __rmqueue(zone, order);
899                 spin_unlock(&zone->lock);
900                 if (!page)
901                         goto failed;
902         }
903
904         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
905         zone_statistics(zonelist, zone);
906         local_irq_restore(flags);
907         put_cpu();
908
909         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
910         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
911                 goto again;
912         return page;
913
914 failed:
915         local_irq_restore(flags);
916         put_cpu();
917         return NULL;
918 }
919
920 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
921 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
922 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
923 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
924 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
925 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
926 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
927
928 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
929
930 static struct fail_page_alloc_attr {
931         struct fault_attr attr;
932
933         u32 ignore_gfp_highmem;
934         u32 ignore_gfp_wait;
935
936 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
937
938         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
939         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
940
941 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
942
943 } fail_page_alloc = {
944         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
945         .ignore_gfp_wait = 1,
946         .ignore_gfp_highmem = 1,
947 };
948
949 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
950 {
951         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
952 }
953 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
954
955 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
956 {
957         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
958                 return 0;
959         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
960                 return 0;
961         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
962                 return 0;
963
964         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
965 }
966
967 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
968
969 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
970 {
971         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
972         struct dentry *dir;
973         int err;
974
975         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
976                                        "fail_page_alloc");
977         if (err)
978                 return err;
979         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
980
981         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
982                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
983                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
984
985         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
986                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
987                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
988
989         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
990                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
991                 err = -ENOMEM;
992                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
993                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
994                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
995         }
996
997         return err;
998 }
999
1000 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1001
1002 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1003
1004 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1005
1006 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1007 {
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1012
1013 /*
1014  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1015  * of the allocation.
1016  */
1017 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1018                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1019 {
1020         /* free_pages my go negative - that's OK */
1021         long min = mark;
1022         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1023         int o;
1024
1025         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1026                 min -= min / 2;
1027         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1028                 min -= min / 4;
1029
1030         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1031                 return 0;
1032         for (o = 0; o < order; o++) {
1033                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1034                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1035
1036                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1037                 min >>= 1;
1038
1039                 if (free_pages <= min)
1040                         return 0;
1041         }
1042         return 1;
1043 }
1044
1045 #ifdef CONFIG_NUMA
1046 /*
1047  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1048  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1049  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1050  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1051  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1052  *
1053  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1054  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1055  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1056  *
1057  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1058  * nothing and returns NULL.
1059  *
1060  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1061  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1062  *
1063  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1064  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1065  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1066  * quickly as we can.
1067  */
1068 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1069 {
1070         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1071         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1072
1073         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1074         if (!zlc)
1075                 return NULL;
1076
1077         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1078                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1079                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1080         }
1081
1082         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1083                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1084                                         &node_online_map;
1085         return allowednodes;
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1090  * if it is worth looking at further for free memory:
1091  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1092  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1093  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1094  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1095  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1096  * else return false (zero) if it is not.
1097  *
1098  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1099  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1100  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1101  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1102  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1103  * into the second scan of the zonelist.
1104  *
1105  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1106  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1107  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1108  * unturned looking for a free page.
1109  */
1110 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1111                                                 nodemask_t *allowednodes)
1112 {
1113         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1114         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1115         int n;                          /* node that zone *z is on */
1116
1117         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1118         if (!zlc)
1119                 return 1;
1120
1121         i = z - zonelist->zones;
1122         n = zlc->z_to_n[i];
1123
1124         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1125         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1130  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1131  * from that zone don't waste time re-examining it.
1132  */
1133 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1134 {
1135         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1136         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1137
1138         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1139         if (!zlc)
1140                 return;
1141
1142         i = z - zonelist->zones;
1143
1144         set_bit(i, zlc->fullzones);
1145 }
1146
1147 #else   /* CONFIG_NUMA */
1148
1149 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1150 {
1151         return NULL;
1152 }
1153
1154 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1155                                 nodemask_t *allowednodes)
1156 {
1157         return 1;
1158 }
1159
1160 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1161 {
1162 }
1163 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1164
1165 /*
1166  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1167  * a page.
1168  */
1169 static struct page *
1170 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1171                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1172 {
1173         struct zone **z;
1174         struct page *page = NULL;
1175         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1176         struct zone *zone;
1177         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1178         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1179         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1180
1181 zonelist_scan:
1182         /*
1183          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1184          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1185          */
1186         z = zonelist->zones;
1187
1188         do {
1189                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1190                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1191                                 continue;
1192                 zone = *z;
1193                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1194                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1195                                 break;
1196                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1197                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1198                                 goto try_next_zone;
1199
1200                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1201                         unsigned long mark;
1202                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1203                                 mark = zone->pages_min;
1204                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1205                                 mark = zone->pages_low;
1206                         else
1207                                 mark = zone->pages_high;
1208                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1209                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1210                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1211                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1212                                         goto this_zone_full;
1213                         }
1214                 }
1215
1216                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1217                 if (page)
1218                         break;
1219 this_zone_full:
1220                 if (NUMA_BUILD)
1221                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1222 try_next_zone:
1223                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1224                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1225                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1226                         zlc_active = 1;
1227                         did_zlc_setup = 1;
1228                 }
1229         } while (*(++z) != NULL);
1230
1231         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1232                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1233                 zlc_active = 0;
1234                 goto zonelist_scan;
1235         }
1236         return page;
1237 }
1238
1239 /*
1240  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1241  */
1242 struct page * fastcall
1243 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1244                 struct zonelist *zonelist)
1245 {
1246         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1247         struct zone **z;
1248         struct page *page;
1249         struct reclaim_state reclaim_state;
1250         struct task_struct *p = current;
1251         int do_retry;
1252         int alloc_flags;
1253         int did_some_progress;
1254
1255         might_sleep_if(wait);
1256
1257         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1258                 return NULL;
1259
1260 restart:
1261         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1262
1263         if (unlikely(*z == NULL)) {
1264                 /* Should this ever happen?? */
1265                 return NULL;
1266         }
1267
1268         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1269                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1270         if (page)
1271                 goto got_pg;
1272
1273         /*
1274          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1275          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1276          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1277          * using a larger set of nodes after it has established that the
1278          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1279          * over allocated.
1280          */
1281         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1282                 goto nopage;
1283
1284         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1285                 wakeup_kswapd(*z, order);
1286
1287         /*
1288          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1289          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1290          * to how we want to proceed.
1291          *
1292          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1293          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1294          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1295          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1296          */
1297         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1298         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1299                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1300         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1301                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1302         if (wait)
1303                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1304
1305         /*
1306          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1307          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1308          *
1309          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1310          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1311          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1312          */
1313         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1314         if (page)
1315                 goto got_pg;
1316
1317         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1318
1319 rebalance:
1320         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1321                         && !in_interrupt()) {
1322                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1323 nofail_alloc:
1324                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1325                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1326                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1327                         if (page)
1328                                 goto got_pg;
1329                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1330                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1331                                 goto nofail_alloc;
1332                         }
1333                 }
1334                 goto nopage;
1335         }
1336
1337         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1338         if (!wait)
1339                 goto nopage;
1340
1341         cond_resched();
1342
1343         /* We now go into synchronous reclaim */
1344         cpuset_memory_pressure_bump();
1345         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1346         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1347         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1348
1349         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1350
1351         p->reclaim_state = NULL;
1352         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1353
1354         cond_resched();
1355
1356         if (likely(did_some_progress)) {
1357                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1358                                                 zonelist, alloc_flags);
1359                 if (page)
1360                         goto got_pg;
1361         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1362                 /*
1363                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1364                  * very high watermark here, this is only to catch
1365                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1366                  * under heavy pressure.
1367                  */
1368                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1369                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1370                 if (page)
1371                         goto got_pg;
1372
1373                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1374                 goto restart;
1375         }
1376
1377         /*
1378          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1379          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1380          *
1381          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1382          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1383          */
1384         do_retry = 0;
1385         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1386                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1387                         do_retry = 1;
1388                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1389                         do_retry = 1;
1390         }
1391         if (do_retry) {
1392                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1393                 goto rebalance;
1394         }
1395
1396 nopage:
1397         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1398                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1399                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1400                         p->comm, order, gfp_mask);
1401                 dump_stack();
1402                 show_mem();
1403         }
1404 got_pg:
1405         return page;
1406 }
1407
1408 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1409
1410 /*
1411  * Common helper functions.
1412  */
1413 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1414 {
1415         struct page * page;
1416         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1417         if (!page)
1418                 return 0;
1419         return (unsigned long) page_address(page);
1420 }
1421
1422 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1423
1424 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1425 {
1426         struct page * page;
1427
1428         /*
1429          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1430          * a highmem page
1431          */
1432         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1433
1434         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1435         if (page)
1436                 return (unsigned long) page_address(page);
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1441
1442 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1443 {
1444         int i = pagevec_count(pvec);
1445
1446         while (--i >= 0)
1447                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1448 }
1449
1450 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1451 {
1452         if (put_page_testzero(page)) {
1453                 if (order == 0)
1454                         free_hot_page(page);
1455                 else
1456                         __free_pages_ok(page, order);
1457         }
1458 }
1459
1460 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1461
1462 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1463 {
1464         if (addr != 0) {
1465                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1466                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1467         }
1468 }
1469
1470 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1471
1472 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1473 {
1474         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1475         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1476         unsigned int sum = 0;
1477
1478         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1479         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1480         struct zone *zone;
1481
1482         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1483                 unsigned long size = zone->present_pages;
1484                 unsigned long high = zone->pages_high;
1485                 if (size > high)
1486                         sum += size - high;
1487         }
1488
1489         return sum;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1494  */
1495 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1496 {
1497         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1502  */
1503 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1504 {
1505         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1506 }
1507
1508 static inline void show_node(struct zone *zone)
1509 {
1510         if (NUMA_BUILD)
1511                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1512 }
1513
1514 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1515 {
1516         val->totalram = totalram_pages;
1517         val->sharedram = 0;
1518         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1519         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1520         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1521         val->freehigh = nr_free_highpages();
1522         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1523 }
1524
1525 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1526
1527 #ifdef CONFIG_NUMA
1528 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1529 {
1530         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1531
1532         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1533         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1534 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1535         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1536         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1537                         NR_FREE_PAGES);
1538 #else
1539         val->totalhigh = 0;
1540         val->freehigh = 0;
1541 #endif
1542         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1543 }
1544 #endif
1545
1546 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1547
1548 /*
1549  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1550  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1551  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1552  */
1553 void show_free_areas(void)
1554 {
1555         int cpu;
1556         struct zone *zone;
1557
1558         for_each_zone(zone) {
1559                 if (!populated_zone(zone))
1560                         continue;
1561
1562                 show_node(zone);
1563                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1564
1565                 for_each_online_cpu(cpu) {
1566                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1567
1568                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1569
1570                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1571                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1572                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1573                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1574                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1575                                pageset->pcp[1].count);
1576                 }
1577         }
1578
1579         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1580                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1581                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1582                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1583                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1584                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1585                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1586                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1587                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1588                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1589                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1590                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1591                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1592
1593         for_each_zone(zone) {
1594                 int i;
1595
1596                 if (!populated_zone(zone))
1597                         continue;
1598
1599                 show_node(zone);
1600                 printk("%s"
1601                         " free:%lukB"
1602                         " min:%lukB"
1603                         " low:%lukB"
1604                         " high:%lukB"
1605                         " active:%lukB"
1606                         " inactive:%lukB"
1607                         " present:%lukB"
1608                         " pages_scanned:%lu"
1609                         " all_unreclaimable? %s"
1610                         "\n",
1611                         zone->name,
1612                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1613                         K(zone->pages_min),
1614                         K(zone->pages_low),
1615                         K(zone->pages_high),
1616                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1617                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1618                         K(zone->present_pages),
1619                         zone->pages_scanned,
1620                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1621                         );
1622                 printk("lowmem_reserve[]:");
1623                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1624                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1625                 printk("\n");
1626         }
1627
1628         for_each_zone(zone) {
1629                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1630
1631                 if (!populated_zone(zone))
1632                         continue;
1633
1634                 show_node(zone);
1635                 printk("%s: ", zone->name);
1636
1637                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1638                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1639                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1640                         total += nr[order] << order;
1641                 }
1642                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1643                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1644                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1645                 printk("= %lukB\n", K(total));
1646         }
1647
1648         show_swap_cache_info();
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Builds allocation fallback zone lists.
1653  *
1654  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1655  */
1656 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1657                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1658 {
1659         struct zone *zone;
1660
1661         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1662         zone_type++;
1663
1664         do {
1665                 zone_type--;
1666                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1667                 if (populated_zone(zone)) {
1668                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1669                         check_highest_zone(zone_type);
1670                 }
1671
1672         } while (zone_type);
1673         return nr_zones;
1674 }
1675
1676 #ifdef CONFIG_NUMA
1677 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1678 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1679 /**
1680  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1681  * @node: node whose fallback list we're appending
1682  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1683  *
1684  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1685  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1686  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1687  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1688  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1689  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1690  * on them otherwise.
1691  * It returns -1 if no node is found.
1692  */
1693 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1694 {
1695         int n, val;
1696         int min_val = INT_MAX;
1697         int best_node = -1;
1698
1699         /* Use the local node if we haven't already */
1700         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1701                 node_set(node, *used_node_mask);
1702                 return node;
1703         }
1704
1705         for_each_online_node(n) {
1706                 cpumask_t tmp;
1707
1708                 /* Don't want a node to appear more than once */
1709                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1710                         continue;
1711
1712                 /* Use the distance array to find the distance */
1713                 val = node_distance(node, n);
1714
1715                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1716                 val += (n < node);
1717
1718                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1719                 tmp = node_to_cpumask(n);
1720                 if (!cpus_empty(tmp))
1721                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1722
1723                 /* Slight preference for less loaded node */
1724                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1725                 val += node_load[n];
1726
1727                 if (val < min_val) {
1728                         min_val = val;
1729                         best_node = n;
1730                 }
1731         }
1732
1733         if (best_node >= 0)
1734                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1735
1736         return best_node;
1737 }
1738
1739 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1740 {
1741         int j, node, local_node;
1742         enum zone_type i;
1743         int prev_node, load;
1744         struct zonelist *zonelist;
1745         nodemask_t used_mask;
1746
1747         /* initialize zonelists */
1748         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1749                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1750                 zonelist->zones[0] = NULL;
1751         }
1752
1753         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1754         local_node = pgdat->node_id;
1755         load = num_online_nodes();
1756         prev_node = local_node;
1757         nodes_clear(used_mask);
1758         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1759                 int distance = node_distance(local_node, node);
1760
1761                 /*
1762                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1763                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1764                  */
1765                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1766                         zone_reclaim_mode = 1;
1767
1768                 /*
1769                  * We don't want to pressure a particular node.
1770                  * So adding penalty to the first node in same
1771                  * distance group to make it round-robin.
1772                  */
1773
1774                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1775                         node_load[node] += load;
1776                 prev_node = node;
1777                 load--;
1778                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1779                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1780                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1781
1782                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1783                         zonelist->zones[j] = NULL;
1784                 }
1785         }
1786 }
1787
1788 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1789 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1790 {
1791         int i;
1792
1793         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1794                 struct zonelist *zonelist;
1795                 struct zonelist_cache *zlc;
1796                 struct zone **z;
1797
1798                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1799                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1800                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1801                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1802                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1803         }
1804 }
1805
1806 #else   /* CONFIG_NUMA */
1807
1808 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1809 {
1810         int node, local_node;
1811         enum zone_type i,j;
1812
1813         local_node = pgdat->node_id;
1814         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1815                 struct zonelist *zonelist;
1816
1817                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1818
1819                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1820                 /*
1821                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1822                  * of all the other nodes.
1823                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1824                  * building the zones for node N, we make sure that the
1825                  * zones coming right after the local ones are those from
1826                  * node N+1 (modulo N)
1827                  */
1828                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1829                         if (!node_online(node))
1830                                 continue;
1831                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1832                 }
1833                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1834                         if (!node_online(node))
1835                                 continue;
1836                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1837                 }
1838
1839                 zonelist->zones[j] = NULL;
1840         }
1841 }
1842
1843 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1844 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1845 {
1846         int i;
1847
1848         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1849                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1850 }
1851
1852 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1853
1854 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1855 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1856 {
1857         int nid;
1858
1859         for_each_online_node(nid) {
1860                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1861                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1862         }
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 void __meminit build_all_zonelists(void)
1867 {
1868         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1869                 __build_all_zonelists(NULL);
1870                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1871         } else {
1872                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1873                    of zonelist */
1874                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1875                 /* cpuset refresh routine should be here */
1876         }
1877         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1878         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1879                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1884  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1885  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1886  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1887  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1888  * conservative, even though it seems large.
1889  *
1890  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1891  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1892  */
1893 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1894
1895 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1896 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1897 {
1898         unsigned long size = 1;
1899
1900         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1901
1902         while (size < pages)
1903                 size <<= 1;
1904
1905         /*
1906          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1907          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1908          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1909          */
1910         size = min(size, 4096UL);
1911
1912         return max(size, 4UL);
1913 }
1914 #else
1915 /*
1916  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1917  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1918  *
1919  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1920  *
1921  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1922  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1923  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1924  *
1925  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1926  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1927  *
1928  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1929  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1930  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1931  */
1932 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1933 {
1934         return 4096UL;
1935 }
1936 #endif
1937
1938 /*
1939  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1940  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1941  * hash function before the remainder is taken.
1942  */
1943 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1944 {
1945         return ffz(~size);
1946 }
1947
1948 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1949
1950 /*
1951  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1952  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1953  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1954  */
1955 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1956                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1957 {
1958         struct page *page;
1959         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1960         unsigned long pfn;
1961
1962         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1963                 /*
1964                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1965                  * handed to this function.  They do not
1966                  * exist on hotplugged memory.
1967                  */
1968                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1969                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1970                                 continue;
1971                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1972                                 continue;
1973                 }
1974                 page = pfn_to_page(pfn);
1975                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1976                 init_page_count(page);
1977                 reset_page_mapcount(page);
1978                 SetPageReserved(page);
1979                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1980 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1981                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1982                 if (!is_highmem_idx(zone))
1983                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1984 #endif
1985         }
1986 }
1987
1988 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1989                                 unsigned long size)
1990 {
1991         int order;
1992         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1993                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1994                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1995         }
1996 }
1997
1998 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1999 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2000         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2001 #endif
2002
2003 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2004 {
2005         int batch;
2006
2007         /*
2008          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2009          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2010          *
2011          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2012          */
2013         batch = zone->present_pages / 1024;
2014         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2015                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2016         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2017         if (batch < 1)
2018                 batch = 1;
2019
2020         /*
2021          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2022          * of 2 value was found to be more likely to have
2023          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2024          *
2025          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2026          * batches of pages, one task can end up with a lot
2027          * of pages of one half of the possible page colors
2028          * and the other with pages of the other colors.
2029          */
2030         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2031
2032         return batch;
2033 }
2034
2035 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2036 {
2037         struct per_cpu_pages *pcp;
2038
2039         memset(p, 0, sizeof(*p));
2040
2041         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2042         pcp->count = 0;
2043         pcp->high = 6 * batch;
2044         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2045         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2046
2047         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2048         pcp->count = 0;
2049         pcp->high = 2 * batch;
2050         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2051         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2056  * to the value high for the pageset p.
2057  */
2058
2059 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2060                                 unsigned long high)
2061 {
2062         struct per_cpu_pages *pcp;
2063
2064         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2065         pcp->high = high;
2066         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2067         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2068                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2069 }
2070
2071
2072 #ifdef CONFIG_NUMA
2073 /*
2074  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2075  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2076  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2077  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2078  * with interrupts disabled.
2079  *
2080  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2081  *
2082  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2083  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2084  * hotplugged processors.
2085  *
2086  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2087  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2088  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2089  */
2090 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2091
2092 /*
2093  * Dynamically allocate memory for the
2094  * per cpu pageset array in struct zone.
2095  */
2096 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2097 {
2098         struct zone *zone, *dzone;
2099
2100         for_each_zone(zone) {
2101
2102                 if (!populated_zone(zone))
2103                         continue;
2104
2105                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2106                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2107                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2108                         goto bad;
2109
2110                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2111
2112                 if (percpu_pagelist_fraction)
2113                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2114                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2115         }
2116
2117         return 0;
2118 bad:
2119         for_each_zone(dzone) {
2120                 if (dzone == zone)
2121                         break;
2122                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2123                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2124         }
2125         return -ENOMEM;
2126 }
2127
2128 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2129 {
2130         struct zone *zone;
2131
2132         for_each_zone(zone) {
2133                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2134
2135                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2136                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2137                         kfree(pset);
2138                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2139         }
2140 }
2141
2142 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2143                 unsigned long action,
2144                 void *hcpu)
2145 {
2146         int cpu = (long)hcpu;
2147         int ret = NOTIFY_OK;
2148
2149         switch (action) {
2150         case CPU_UP_PREPARE:
2151                 if (process_zones(cpu))
2152                         ret = NOTIFY_BAD;
2153                 break;
2154         case CPU_UP_CANCELED:
2155         case CPU_DEAD:
2156                 free_zone_pagesets(cpu);
2157                 break;
2158         default:
2159                 break;
2160         }
2161         return ret;
2162 }
2163
2164 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2165         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2166
2167 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2168 {
2169         int err;
2170
2171         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2172          * A cpuup callback will do this for every cpu
2173          * as it comes online
2174          */
2175         err = process_zones(smp_processor_id());
2176         BUG_ON(err);
2177         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2178 }
2179
2180 #endif
2181
2182 static __meminit noinline
2183 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2184 {
2185         int i;
2186         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2187         size_t alloc_size;
2188
2189         /*
2190          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2191          * per zone.
2192          */
2193         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2194                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2195         zone->wait_table_bits =
2196                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2197         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2198                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2199
2200         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2201                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2202                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2203         } else {
2204                 /*
2205                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2206                  * via memory hot-add.
2207                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2208                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2209                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2210                  * node itself as well.
2211                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2212                  * necessary.
2213                  */
2214                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2215         }
2216         if (!zone->wait_table)
2217                 return -ENOMEM;
2218
2219         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2220                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2221
2222         return 0;
2223 }
2224
2225 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2226 {
2227         int cpu;
2228         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2229
2230         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2231 #ifdef CONFIG_NUMA
2232                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2233                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2234                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2235 #else
2236                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2237 #endif
2238         }
2239         if (zone->present_pages)
2240                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2241                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2242 }
2243
2244 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2245                                         unsigned long zone_start_pfn,
2246                                         unsigned long size,
2247                                         enum memmap_context context)
2248 {
2249         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2250         int ret;
2251         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2252         if (ret)
2253                 return ret;
2254         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2255
2256         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2257
2258         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2259
2260         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2261
2262         return 0;
2263 }
2264
2265 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2266 /*
2267  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2268  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2269  */
2270 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2271 {
2272         int i;
2273
2274         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2275                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2276                         return i;
2277
2278         return -1;
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2283  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2284  */
2285 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2286 {
2287         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2288                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2289                         return index;
2290
2291         return -1;
2292 }
2293
2294 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2295 /*
2296  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2297  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2298  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2299  * alternative
2300  */
2301 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2302 {
2303         int i;
2304
2305         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2306                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2307                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2308
2309                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2310                         return early_node_map[i].nid;
2311         }
2312
2313         return 0;
2314 }
2315 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2316
2317 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2318 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2319         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2320                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2321
2322 /**
2323  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2324  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2325  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2326  *
2327  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2328  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2329  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2330  */
2331 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2332                                                 unsigned long max_low_pfn)
2333 {
2334         int i;
2335
2336         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2337                 unsigned long size_pages = 0;
2338                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2339
2340                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2341                         continue;
2342
2343                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2344                         end_pfn = max_low_pfn;
2345
2346                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2347                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2348                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2349                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2350         }
2351 }
2352
2353 /**
2354  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2355  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2356  *
2357  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2358  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2359  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2360  */
2361 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2362 {
2363         int i;
2364
2365         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2366                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2367                                 early_node_map[i].start_pfn,
2368                                 early_node_map[i].end_pfn);
2369 }
2370
2371 /**
2372  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2373  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2374  * @start_pfn: The start pfn of the node
2375  * @end_pfn: The end pfn of the node
2376  *
2377  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2378  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2379  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2380  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2381  * be used later.
2382  */
2383 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2384 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2385                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2386 {
2387         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2388                         nid, start_pfn, end_pfn);
2389
2390         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2391         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2392                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2393
2394         /* Update the boundaries */
2395         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2396                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2397         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2398                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2399 }
2400
2401 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2402 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2403                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2404 {
2405         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2406                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2407
2408         /* Return if boundary information has not been provided */
2409         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2410                 return;
2411
2412         /* Check the boundaries and update if necessary */
2413         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2414                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2415         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2416                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2417 }
2418 #else
2419 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2420                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2421
2422 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2423                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2424 #endif
2425
2426
2427 /**
2428  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2429  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2430  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2431  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2432  *
2433  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2434  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2435  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2436  * PFNs will be 0.
2437  */
2438 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2439                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2440 {
2441         int i;
2442         *start_pfn = -1UL;
2443         *end_pfn = 0;
2444
2445         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2446                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2447                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2448         }
2449
2450         if (*start_pfn == -1UL) {
2451                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2452                 *start_pfn = 0;
2453         }
2454
2455         /* Push the node boundaries out if requested */
2456         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2461  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2462  */
2463 unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2464                                         unsigned long zone_type,
2465                                         unsigned long *ignored)
2466 {
2467         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2468         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2469
2470         /* Get the start and end of the node and zone */
2471         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2472         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2473         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2474
2475         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2476         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2477                 return 0;
2478
2479         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2480         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2481         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2482
2483         /* Return the spanned pages */
2484         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2489  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2490  */
2491 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2492                                 unsigned long range_start_pfn,
2493                                 unsigned long range_end_pfn)
2494 {
2495         int i = 0;
2496         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2497         unsigned long start_pfn;
2498
2499         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2500         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2501         if (i == -1)
2502                 return 0;
2503
2504         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2505         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2506                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2507
2508         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2509
2510         /* Find all holes for the zone within the node */
2511         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2512
2513                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2514                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2515                         break;
2516
2517                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2518                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2519                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2520
2521                 /* Update the hole size cound and move on */
2522                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2523                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2524                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2525                 }
2526                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2527         }
2528
2529         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2530         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2531                 hole_pages += range_end_pfn -
2532                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2533
2534         return hole_pages;
2535 }
2536
2537 /**
2538  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2539  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2540  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2541  *
2542  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2543  */
2544 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2545                                                         unsigned long end_pfn)
2546 {
2547         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2548 }
2549
2550 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2551 unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2552                                         unsigned long zone_type,
2553                                         unsigned long *ignored)
2554 {
2555         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2556         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2557
2558         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2559         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2560                                                         node_start_pfn);
2561         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2562                                                         node_end_pfn);
2563
2564         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2565 }
2566
2567 #else
2568 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2569                                         unsigned long zone_type,
2570                                         unsigned long *zones_size)
2571 {
2572         return zones_size[zone_type];
2573 }
2574
2575 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2576                                                 unsigned long zone_type,
2577                                                 unsigned long *zholes_size)
2578 {
2579         if (!zholes_size)
2580                 return 0;
2581
2582         return zholes_size[zone_type];
2583 }
2584
2585 #endif
2586
2587 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2588                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2589 {
2590         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2591         enum zone_type i;
2592
2593         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2594                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2595                                                                 zones_size);
2596         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2597
2598         realtotalpages = totalpages;
2599         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2600                 realtotalpages -=
2601                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2602                                                                 zholes_size);
2603         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2604         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2605                                                         realtotalpages);
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Set up the zone data structures:
2610  *   - mark all pages reserved
2611  *   - mark all memory queues empty
2612  *   - clear the memory bitmaps
2613  */
2614 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2615                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2616 {
2617         enum zone_type j;
2618         int nid = pgdat->node_id;
2619         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2620         int ret;
2621
2622         pgdat_resize_init(pgdat);
2623         pgdat->nr_zones = 0;
2624         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2625         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2626         
2627         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2628                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2629                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2630
2631                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2632                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2633                                                                 zholes_size);
2634
2635                 /*
2636                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2637                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2638                  * and per-cpu initialisations
2639                  */
2640                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2641                 if (realsize >= memmap_pages) {
2642                         realsize -= memmap_pages;
2643                         printk(KERN_DEBUG
2644                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2645                                 zone_names[j], memmap_pages);
2646                 } else
2647                         printk(KERN_WARNING
2648                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2649                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2650
2651                 /* Account for reserved pages */
2652                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2653                         realsize -= dma_reserve;
2654                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2655                                         zone_names[0], dma_reserve);
2656                 }
2657
2658                 if (!is_highmem_idx(j))
2659                         nr_kernel_pages += realsize;
2660                 nr_all_pages += realsize;
2661
2662                 zone->spanned_pages = size;
2663                 zone->present_pages = realsize;
2664 #ifdef CONFIG_NUMA
2665                 zone->node = nid;
2666                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2667                                                 / 100;
2668                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2669 #endif
2670                 zone->name = zone_names[j];
2671                 spin_lock_init(&zone->lock);
2672                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2673                 zone_seqlock_init(zone);
2674                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2675
2676                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2677
2678                 zone_pcp_init(zone);
2679                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2680                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2681                 zone->nr_scan_active = 0;
2682                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2683                 zap_zone_vm_stats(zone);
2684                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2685                 if (!size)
2686                         continue;
2687
2688                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2689                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2690                 BUG_ON(ret);
2691                 zone_start_pfn += size;
2692         }
2693 }
2694
2695 static void __meminit alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2696 {
2697         /* Skip empty nodes */
2698         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2699                 return;
2700
2701 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2702         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2703         if (!pgdat->node_mem_map) {
2704                 unsigned long size, start, end;
2705                 struct page *map;
2706
2707                 /*
2708                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2709                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2710                  * for the buddy allocator to function correctly.
2711                  */
2712                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2713                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2714                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2715                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2716                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2717                 if (!map)
2718                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2719                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2720         }
2721 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2722         /*
2723          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2724          */
2725         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2726                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2727 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2728                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2729                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2730 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2731         }
2732 #endif
2733 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2734 }
2735
2736 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2737                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2738                 unsigned long *zholes_size)
2739 {
2740         pgdat->node_id = nid;
2741         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2742         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2743
2744         alloc_node_mem_map(pgdat);
2745
2746         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2747 }
2748
2749 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2750 /**
2751  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2752  * @nid: The node ID the range resides on
2753  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2754  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2755  *
2756  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2757  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2758  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2759  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2760  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2761  */
2762 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2763                                                 unsigned long end_pfn)
2764 {
2765         int i;
2766
2767         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2768                           "%d entries of %d used\n",
2769                           nid, start_pfn, end_pfn,
2770                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2771
2772         /* Merge with existing active regions if possible */
2773         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2774                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2775                         continue;
2776
2777                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2778                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2779                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2780                         return;
2781
2782                 /* Merge forward if suitable */
2783                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2784                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2785                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2786                         return;
2787                 }
2788
2789                 /* Merge backward if suitable */
2790                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2791                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2792                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2793                         return;
2794                 }
2795         }
2796
2797         /* Check that early_node_map is large enough */
2798         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2799                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2800                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2801                 return;
2802         }
2803
2804         early_node_map[i].nid = nid;
2805         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2806         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2807         nr_nodemap_entries = i + 1;
2808 }
2809
2810 /**
2811  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2812  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2813  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2814  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2815  *
2816  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2817  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2818  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2819  * an existing registered range.
2820  */
2821 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2822                                                 unsigned long new_end_pfn)
2823 {
2824         int i;
2825
2826         /* Find the old active region end and shrink */
2827         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2828                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2829                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2830                         break;
2831                 }
2832 }
2833
2834 /**
2835  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2836  *
2837  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2838  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2839  * all currently registered regions.
2840  */
2841 void __init remove_all_active_ranges(void)
2842 {
2843         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2844         nr_nodemap_entries = 0;
2845 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2846         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2847         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2848 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2849 }
2850
2851 /* Compare two active node_active_regions */
2852 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2853 {
2854         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2855         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2856
2857         /* Done this way to avoid overflows */
2858         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2859                 return 1;
2860         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2861                 return -1;
2862
2863         return 0;
2864 }
2865
2866 /* sort the node_map by start_pfn */
2867 static void __init sort_node_map(void)
2868 {
2869         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2870                         sizeof(struct node_active_region),
2871                         cmp_node_active_region, NULL);
2872 }
2873
2874 /* Find the lowest pfn for a node */
2875 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2876 {
2877         int i;
2878         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
2879
2880         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2881         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2882                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2883
2884         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
2885                 printk(KERN_WARNING
2886                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2887                 return 0;
2888         }
2889
2890         return min_pfn;
2891 }
2892
2893 /**
2894  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2895  *
2896  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2897  * add_active_range().
2898  */
2899 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2900 {
2901         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2902 }
2903
2904 /**
2905  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2906  *
2907  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2908  * add_active_range().
2909  */
2910 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2911 {
2912         int i;
2913         unsigned long max_pfn = 0;
2914
2915         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2916                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2917
2918         return max_pfn;
2919 }
2920
2921 /**
2922  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2923  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2924  *
2925  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2926  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2927  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2928  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2929  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2930  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2931  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2932  * at arch_max_dma_pfn.
2933  */
2934 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2935 {
2936         unsigned long nid;
2937         enum zone_type i;
2938
2939         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
2940         sort_node_map();
2941
2942         /* Record where the zone boundaries are */
2943         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2944                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2945         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2946                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2947         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2948         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2949         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2950                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2951                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2952                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2953                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2954         }
2955
2956         /* Print out the zone ranges */
2957         printk("Zone PFN ranges:\n");
2958         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2959                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2960                                 zone_names[i],
2961                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2962                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2963
2964         /* Print out the early_node_map[] */
2965         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2966         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2967                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2968                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2969                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2970
2971         /* Initialise every node */
2972         setup_nr_node_ids();
2973         for_each_online_node(nid) {
2974                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2975                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2976                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2977         }
2978 }
2979 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2980
2981 /**
2982  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2983  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2984  *
2985  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2986  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2987  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2988  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2989  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2990  * smaller per-cpu batchsize.
2991  */
2992 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2993 {
2994         dma_reserve = new_dma_reserve;
2995 }
2996
2997 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2998 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2999 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3000
3001 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3002 #endif
3003
3004 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3005 {
3006         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3007                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3008 }
3009
3010 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3011                                  unsigned long action, void *hcpu)
3012 {
3013         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3014
3015         if (action == CPU_DEAD) {
3016                 local_irq_disable();
3017                 __drain_pages(cpu);
3018                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3019                 local_irq_enable();
3020                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3021         }
3022         return NOTIFY_OK;
3023 }
3024
3025 void __init page_alloc_init(void)
3026 {
3027         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3028 }
3029
3030 /*
3031  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3032  *      or min_free_kbytes changes.
3033  */
3034 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3035 {
3036         struct pglist_data *pgdat;
3037         unsigned long reserve_pages = 0;
3038         enum zone_type i, j;
3039
3040         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3041                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3042                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3043                         unsigned long max = 0;
3044
3045                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3046                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3047                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3048                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3049                         }
3050
3051                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3052                         max += zone->pages_high;
3053
3054                         if (max > zone->present_pages)
3055                                 max = zone->present_pages;
3056                         reserve_pages += max;
3057                 }
3058         }
3059         totalreserve_pages = reserve_pages;
3060 }
3061
3062 /*
3063  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3064  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3065  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3066  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3067  */
3068 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3069 {
3070         struct pglist_data *pgdat;
3071         enum zone_type j, idx;
3072
3073         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3074                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3075                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3076                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3077
3078                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3079
3080                         idx = j;
3081                         while (idx) {
3082                                 struct zone *lower_zone;
3083
3084                                 idx--;
3085
3086                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3087                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3088
3089                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3090                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3091                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3092                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3093                         }
3094                 }
3095         }
3096
3097         /* update totalreserve_pages */
3098         calculate_totalreserve_pages();
3099 }
3100
3101 /**
3102  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3103  *
3104  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3105  * with respect to min_free_kbytes.
3106  */
3107 void setup_per_zone_pages_min(void)
3108 {
3109         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3110         unsigned long lowmem_pages = 0;
3111         struct zone *zone;
3112         unsigned long flags;
3113
3114         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3115         for_each_zone(zone) {
3116                 if (!is_highmem(zone))
3117                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3118         }
3119
3120         for_each_zone(zone) {
3121                 u64 tmp;
3122
3123                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3124                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3125                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3126                 if (is_highmem(zone)) {
3127                         /*
3128                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3129                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3130                          * value here.
3131                          *
3132                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3133                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3134                          * not be capped for highmem.
3135                          */
3136                         int min_pages;
3137
3138                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3139                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3140                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3141                         if (min_pages > 128)
3142                                 min_pages = 128;
3143                         zone->pages_min = min_pages;
3144                 } else {
3145                         /*
3146                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3147                          * proportionate to the zone's size.
3148                          */
3149                         zone->pages_min = tmp;
3150                 }
3151
3152                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3153                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3154                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3155         }
3156
3157         /* update totalreserve_pages */
3158         calculate_totalreserve_pages();
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Initialise min_free_kbytes.
3163  *
3164  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3165  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3166  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3167  *
3168  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3169  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3170  *
3171  * which yields
3172  *
3173  * 16MB:        512k
3174  * 32MB:        724k
3175  * 64MB:        1024k
3176  * 128MB:       1448k
3177  * 256MB:       2048k
3178  * 512MB:       2896k
3179  * 1024MB:      4096k
3180  * 2048MB:      5792k
3181  * 4096MB:      8192k
3182  * 8192MB:      11584k
3183  * 16384MB:     16384k
3184  */
3185 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3186 {
3187         unsigned long lowmem_kbytes;
3188
3189         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3190
3191         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3192         if (min_free_kbytes < 128)
3193                 min_free_kbytes = 128;
3194         if (min_free_kbytes > 65536)
3195                 min_free_kbytes = 65536;
3196         setup_per_zone_pages_min();
3197         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3198         return 0;
3199 }
3200 module_init(init_per_zone_pages_min)
3201
3202 /*
3203  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3204  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3205  *      changes.
3206  */
3207 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3208         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3209 {
3210         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3211         if (write)
3212                 setup_per_zone_pages_min();
3213         return 0;
3214 }
3215
3216 #ifdef CONFIG_NUMA
3217 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3218         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3219 {
3220         struct zone *zone;
3221         int rc;
3222
3223         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3224         if (rc)
3225                 return rc;
3226
3227         for_each_zone(zone)
3228                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3229                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3230         return 0;
3231 }
3232
3233 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3234         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3235 {
3236         struct zone *zone;
3237         int rc;
3238
3239         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3240         if (rc)
3241                 return rc;
3242
3243         for_each_zone(zone)
3244                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3245                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3246         return 0;
3247 }
3248 #endif
3249
3250 /*
3251  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3252  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3253  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3254  *
3255  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3256  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3257  * if in function of the boot time zone sizes.
3258  */
3259 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3260         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3261 {
3262         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3263         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3264         return 0;
3265 }
3266
3267 /*
3268  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3269  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3270  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3271  */
3272
3273 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3274         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3275 {
3276         struct zone *zone;
3277         unsigned int cpu;
3278         int ret;
3279
3280         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3281         if (!write || (ret == -EINVAL))
3282                 return ret;
3283         for_each_zone(zone) {
3284                 for_each_online_cpu(cpu) {
3285                         unsigned long  high;
3286                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3287                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3288                 }
3289         }
3290         return 0;
3291 }
3292
3293 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3294
3295 #ifdef CONFIG_NUMA
3296 static int __init set_hashdist(char *str)
3297 {
3298         if (!str)
3299                 return 0;
3300         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3301         return 1;
3302 }
3303 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3304 #endif
3305
3306 /*
3307  * allocate a large system hash table from bootmem
3308  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3309  *   quantity of entries
3310  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3311  */
3312 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3313                                      unsigned long bucketsize,
3314                                      unsigned long numentries,
3315                                      int scale,
3316                                      int flags,
3317                                      unsigned int *_hash_shift,
3318                                      unsigned int *_hash_mask,
3319                                      unsigned long limit)
3320 {
3321         unsigned long long max = limit;
3322         unsigned long log2qty, size;
3323         void *table = NULL;
3324
3325         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3326         if (!numentries) {
3327                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3328                 numentries = nr_kernel_pages;
3329                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3330                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3331                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3332
3333                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3334                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3335                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3336                 else
3337                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3338
3339                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3340                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3341                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3342         }
3343         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3344
3345         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3346         if (max == 0) {
3347                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3348                 do_div(max, bucketsize);
3349         }
3350
3351         if (numentries > max)
3352                 numentries = max;
3353
3354         log2qty = ilog2(numentries);
3355
3356         do {
3357                 size = bucketsize << log2qty;
3358                 if (flags & HASH_EARLY)
3359                         table = alloc_bootmem(size);
3360                 else if (hashdist)
3361                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3362                 else {
3363                         unsigned long order;
3364                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3365                                 ;
3366                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3367                 }
3368         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3369
3370         if (!table)
3371                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3372
3373         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3374                tablename,
3375                (1U << log2qty),
3376                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3377                size);
3378
3379         if (_hash_shift)
3380                 *_hash_shift = log2qty;
3381         if (_hash_mask)
3382                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3383
3384         return table;
3385 }
3386
3387 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3388 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3389 {
3390         return __pfn_to_page(pfn);
3391 }
3392 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3393 {
3394         return __page_to_pfn(page);
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3397 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3398 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3399
3400