fe14a8c87fc27d8822faeaff71cf990f6f9a95ef
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
45  * initializer cleaner
46  */
47 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
48 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
49 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
50 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
51 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
52 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
53 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
54 long nr_swap_pages;
55
56 /*
57  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
58  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
59  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
60  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
61  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
62  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
63  *
64  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
65  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
66  */
67 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
68
69 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
70
71 /*
72  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
73  * id is encoded in the upper bits of page->flags
74  */
75 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
77
78 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
79 int min_free_kbytes = 1024;
80
81 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
82 unsigned long __initdata nr_all_pages;
83
84 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
85 {
86         int ret = 0;
87         unsigned seq;
88         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
89
90         do {
91                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
92                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
93                         ret = 1;
94                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
95                         ret = 1;
96         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
97
98         return ret;
99 }
100
101 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
102 {
103 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
104         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
105                 return 0;
106 #endif
107         if (zone != page_zone(page))
108                 return 0;
109
110         return 1;
111 }
112 /*
113  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
114  */
115 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
116 {
117         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
118                 return 1;
119         if (!page_is_consistent(zone, page))
120                 return 1;
121
122         return 0;
123 }
124
125 static void bad_page(const char *function, struct page *page)
126 {
127         printk(KERN_EMERG "Bad page state at %s (in process '%s', page %p)\n",
128                 function, current->comm, page);
129         printk(KERN_EMERG "flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
130                 (int)(2*sizeof(unsigned long)), (unsigned long)page->flags,
131                 page->mapping, page_mapcount(page), page_count(page));
132         printk(KERN_EMERG "Backtrace:\n");
133         dump_stack();
134         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n");
135         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
136                         1 << PG_private |
137                         1 << PG_locked  |
138                         1 << PG_active  |
139                         1 << PG_dirty   |
140                         1 << PG_reclaim |
141                         1 << PG_slab    |
142                         1 << PG_swapcache |
143                         1 << PG_writeback );
144         set_page_count(page, 0);
145         reset_page_mapcount(page);
146         page->mapping = NULL;
147         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
148 }
149
150 /*
151  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
152  *
153  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
154  *
155  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
156  *
157  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
158  * the head page (even the head page has this).
159  *
160  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
161  * compound page's put_page() function.
162  *
163  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
164  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
165  * may not be compound.
166  */
167 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
168 {
169         int i;
170         int nr_pages = 1 << order;
171
172         page[1].mapping = NULL;
173         page[1].index = order;
174         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
175                 struct page *p = page + i;
176
177                 SetPageCompound(p);
178                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
179         }
180 }
181
182 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
183 {
184         int i;
185         int nr_pages = 1 << order;
186
187         if (!PageCompound(page))
188                 return;
189
190         if (page[1].index != order)
191                 bad_page(__FUNCTION__, page);
192
193         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
194                 struct page *p = page + i;
195
196                 if (!PageCompound(p))
197                         bad_page(__FUNCTION__, page);
198                 if (page_private(p) != (unsigned long)page)
199                         bad_page(__FUNCTION__, page);
200                 ClearPageCompound(p);
201         }
202 }
203
204 /*
205  * function for dealing with page's order in buddy system.
206  * zone->lock is already acquired when we use these.
207  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
208  */
209 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
210         return page_private(page);
211 }
212
213 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
214         set_page_private(page, order);
215         __SetPagePrivate(page);
216 }
217
218 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
219 {
220         __ClearPagePrivate(page);
221         set_page_private(page, 0);
222 }
223
224 /*
225  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
226  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
227  *
228  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
229  * the following equation:
230  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
231  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
232  * 1 buddy is #10:
233  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
234  *
235  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
236  * satisfies the following equation:
237  *     P = B & ~(1 << O)
238  *
239  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
240  */
241 static inline struct page *
242 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
243 {
244         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
245
246         return page + (buddy_idx - page_idx);
247 }
248
249 static inline unsigned long
250 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
251 {
252         return (page_idx & ~(1 << order));
253 }
254
255 /*
256  * This function checks whether a page is free && is the buddy
257  * we can do coalesce a page and its buddy if
258  * (a) the buddy is free &&
259  * (b) the buddy is on the buddy system &&
260  * (c) a page and its buddy have the same order.
261  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
262  *
263  */
264 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
265 {
266        if (PagePrivate(page)           &&
267            (page_order(page) == order) &&
268             page_count(page) == 0)
269                return 1;
270        return 0;
271 }
272
273 /*
274  * Freeing function for a buddy system allocator.
275  *
276  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
277  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
278  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
279  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
280  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
281  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
282  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
283  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
284  * parts of the VM system.
285  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
286  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
287  * order is recorded in page_private(page) field.
288  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
289  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
290  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
291  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
292  * triggers coalescing into a block of larger size.            
293  *
294  * -- wli
295  */
296
297 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
298                 struct zone *zone, unsigned int order)
299 {
300         unsigned long page_idx;
301         int order_size = 1 << order;
302
303         if (unlikely(order))
304                 destroy_compound_page(page, order);
305
306         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
307
308         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
309         BUG_ON(bad_range(zone, page));
310
311         zone->free_pages += order_size;
312         while (order < MAX_ORDER-1) {
313                 unsigned long combined_idx;
314                 struct free_area *area;
315                 struct page *buddy;
316
317                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
318                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
319
320                 if (bad_range(zone, buddy))
321                         break;
322                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
323                         break;          /* Move the buddy up one level. */
324                 list_del(&buddy->lru);
325                 area = zone->free_area + order;
326                 area->nr_free--;
327                 rmv_page_order(buddy);
328                 page = page + (combined_idx - page_idx);
329                 page_idx = combined_idx;
330                 order++;
331         }
332         set_page_order(page, order);
333         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
334         zone->free_area[order].nr_free++;
335 }
336
337 static inline int free_pages_check(const char *function, struct page *page)
338 {
339         if (    page_mapcount(page) ||
340                 page->mapping != NULL ||
341                 page_count(page) != 0 ||
342                 (page->flags & (
343                         1 << PG_lru     |
344                         1 << PG_private |
345                         1 << PG_locked  |
346                         1 << PG_active  |
347                         1 << PG_reclaim |
348                         1 << PG_slab    |
349                         1 << PG_swapcache |
350                         1 << PG_writeback |
351                         1 << PG_reserved )))
352                 bad_page(function, page);
353         if (PageDirty(page))
354                 __ClearPageDirty(page);
355         /*
356          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
357          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
358          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
359          */
360         return PageReserved(page);
361 }
362
363 /*
364  * Frees a list of pages. 
365  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
366  * count is the number of pages to free.
367  *
368  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
369  * see if this freeing clears that state.
370  *
371  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
372  * pinned" detection logic.
373  */
374 static int
375 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
376                 struct list_head *list, unsigned int order)
377 {
378         unsigned long flags;
379         struct page *page = NULL;
380         int ret = 0;
381
382         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
383         zone->all_unreclaimable = 0;
384         zone->pages_scanned = 0;
385         while (!list_empty(list) && count--) {
386                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
387                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
388                 list_del(&page->lru);
389                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
390                 ret++;
391         }
392         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
393         return ret;
394 }
395
396 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
397 {
398         LIST_HEAD(list);
399         int i;
400         int reserved = 0;
401
402         arch_free_page(page, order);
403
404 #ifndef CONFIG_MMU
405         if (order > 0)
406                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
407                         __put_page(page + i);
408 #endif
409
410         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
411                 reserved += free_pages_check(__FUNCTION__, page + i);
412         if (reserved)
413                 return;
414
415         list_add(&page->lru, &list);
416         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
417         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
418         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
419 }
420
421
422 /*
423  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
424  * Please do not alter this order without good reasons and regression
425  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
426  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
427  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
428  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
429  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
430  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
431  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
432  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
433  *
434  * -- wli
435  */
436 static inline struct page *
437 expand(struct zone *zone, struct page *page,
438         int low, int high, struct free_area *area)
439 {
440         unsigned long size = 1 << high;
441
442         while (high > low) {
443                 area--;
444                 high--;
445                 size >>= 1;
446                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
447                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
448                 area->nr_free++;
449                 set_page_order(&page[size], high);
450         }
451         return page;
452 }
453
454 void set_page_refs(struct page *page, int order)
455 {
456 #ifdef CONFIG_MMU
457         set_page_count(page, 1);
458 #else
459         int i;
460
461         /*
462          * We need to reference all the pages for this order, otherwise if
463          * anyone accesses one of the pages with (get/put) it will be freed.
464          * - eg: access_process_vm()
465          */
466         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
467                 set_page_count(page + i, 1);
468 #endif /* CONFIG_MMU */
469 }
470
471 /*
472  * This page is about to be returned from the page allocator
473  */
474 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
475 {
476         if (    page_mapcount(page) ||
477                 page->mapping != NULL ||
478                 page_count(page) != 0 ||
479                 (page->flags & (
480                         1 << PG_lru     |
481                         1 << PG_private |
482                         1 << PG_locked  |
483                         1 << PG_active  |
484                         1 << PG_dirty   |
485                         1 << PG_reclaim |
486                         1 << PG_slab    |
487                         1 << PG_swapcache |
488                         1 << PG_writeback |
489                         1 << PG_reserved )))
490                 bad_page(__FUNCTION__, page);
491
492         /*
493          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
494          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
495          */
496         if (PageReserved(page))
497                 return 1;
498
499         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
500                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
501                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
502         set_page_private(page, 0);
503         set_page_refs(page, order);
504         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
505         return 0;
506 }
507
508 /* 
509  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
510  * Call me with the zone->lock already held.
511  */
512 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
513 {
514         struct free_area * area;
515         unsigned int current_order;
516         struct page *page;
517
518         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
519                 area = zone->free_area + current_order;
520                 if (list_empty(&area->free_list))
521                         continue;
522
523                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
524                 list_del(&page->lru);
525                 rmv_page_order(page);
526                 area->nr_free--;
527                 zone->free_pages -= 1UL << order;
528                 return expand(zone, page, order, current_order, area);
529         }
530
531         return NULL;
532 }
533
534 /* 
535  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
536  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
537  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
538  */
539 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
540                         unsigned long count, struct list_head *list)
541 {
542         unsigned long flags;
543         int i;
544         int allocated = 0;
545         struct page *page;
546         
547         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
548         for (i = 0; i < count; ++i) {
549                 page = __rmqueue(zone, order);
550                 if (page == NULL)
551                         break;
552                 allocated++;
553                 list_add_tail(&page->lru, list);
554         }
555         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
556         return allocated;
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_NUMA
560 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
561 void drain_remote_pages(void)
562 {
563         struct zone *zone;
564         int i;
565         unsigned long flags;
566
567         local_irq_save(flags);
568         for_each_zone(zone) {
569                 struct per_cpu_pageset *pset;
570
571                 /* Do not drain local pagesets */
572                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
573                         continue;
574
575                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
576                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
577                         struct per_cpu_pages *pcp;
578
579                         pcp = &pset->pcp[i];
580                         if (pcp->count)
581                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
582                                                 &pcp->list, 0);
583                 }
584         }
585         local_irq_restore(flags);
586 }
587 #endif
588
589 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
590 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
591 {
592         struct zone *zone;
593         int i;
594
595         for_each_zone(zone) {
596                 struct per_cpu_pageset *pset;
597
598                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
599                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
600                         struct per_cpu_pages *pcp;
601
602                         pcp = &pset->pcp[i];
603                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
604                                                 &pcp->list, 0);
605                 }
606         }
607 }
608 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
609
610 #ifdef CONFIG_PM
611
612 void mark_free_pages(struct zone *zone)
613 {
614         unsigned long zone_pfn, flags;
615         int order;
616         struct list_head *curr;
617
618         if (!zone->spanned_pages)
619                 return;
620
621         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
622         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
623                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
624
625         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
626                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
627                         unsigned long start_pfn, i;
628
629                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
630
631                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
632                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
633         }
634         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
635 }
636
637 /*
638  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
639  */
640 void drain_local_pages(void)
641 {
642         unsigned long flags;
643
644         local_irq_save(flags);  
645         __drain_pages(smp_processor_id());
646         local_irq_restore(flags);       
647 }
648 #endif /* CONFIG_PM */
649
650 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
651 {
652 #ifdef CONFIG_NUMA
653         unsigned long flags;
654         int cpu;
655         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
656         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
657         struct per_cpu_pageset *p;
658
659         local_irq_save(flags);
660         cpu = smp_processor_id();
661         p = zone_pcp(z,cpu);
662         if (pg == orig) {
663                 p->numa_hit++;
664         } else {
665                 p->numa_miss++;
666                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
667         }
668         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
669                 p->local_node++;
670         else
671                 p->other_node++;
672         local_irq_restore(flags);
673 #endif
674 }
675
676 /*
677  * Free a 0-order page
678  */
679 static void FASTCALL(free_hot_cold_page(struct page *page, int cold));
680 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
681 {
682         struct zone *zone = page_zone(page);
683         struct per_cpu_pages *pcp;
684         unsigned long flags;
685
686         arch_free_page(page, 0);
687
688         if (PageAnon(page))
689                 page->mapping = NULL;
690         if (free_pages_check(__FUNCTION__, page))
691                 return;
692
693         inc_page_state(pgfree);
694         kernel_map_pages(page, 1, 0);
695
696         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
697         local_irq_save(flags);
698         list_add(&page->lru, &pcp->list);
699         pcp->count++;
700         if (pcp->count >= pcp->high)
701                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
702         local_irq_restore(flags);
703         put_cpu();
704 }
705
706 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
707 {
708         free_hot_cold_page(page, 0);
709 }
710         
711 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
712 {
713         free_hot_cold_page(page, 1);
714 }
715
716 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
717 {
718         int i;
719
720         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
721         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
722                 clear_highpage(page + i);
723 }
724
725 /*
726  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
727  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
728  * or two.
729  */
730 static struct page *
731 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
732 {
733         unsigned long flags;
734         struct page *page;
735         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
736
737 again:
738         if (order == 0) {
739                 struct per_cpu_pages *pcp;
740
741                 page = NULL;
742                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
743                 local_irq_save(flags);
744                 if (pcp->count <= pcp->low)
745                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
746                                                 pcp->batch, &pcp->list);
747                 if (pcp->count) {
748                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
749                         list_del(&page->lru);
750                         pcp->count--;
751                 }
752                 local_irq_restore(flags);
753                 put_cpu();
754         } else {
755                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
756                 page = __rmqueue(zone, order);
757                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
758         }
759
760         if (page != NULL) {
761                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
762                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
763                 if (prep_new_page(page, order))
764                         goto again;
765
766                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
767                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
768
769                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
770                         prep_compound_page(page, order);
771         }
772         return page;
773 }
774
775 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
776 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
777 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
778 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
779 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
780 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
781 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
782
783 /*
784  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
785  * of the allocation.
786  */
787 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
788                       int classzone_idx, int alloc_flags)
789 {
790         /* free_pages my go negative - that's OK */
791         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
792         int o;
793
794         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
795                 min -= min / 2;
796         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
797                 min -= min / 4;
798
799         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
800                 return 0;
801         for (o = 0; o < order; o++) {
802                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
803                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
804
805                 /* Require fewer higher order pages to be free */
806                 min >>= 1;
807
808                 if (free_pages <= min)
809                         return 0;
810         }
811         return 1;
812 }
813
814 /*
815  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
816  * a page.
817  */
818 static struct page *
819 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
820                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
821 {
822         struct zone **z = zonelist->zones;
823         struct page *page = NULL;
824         int classzone_idx = zone_idx(*z);
825
826         /*
827          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
828          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
829          */
830         do {
831                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
832                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
833                         continue;
834
835                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
836                         unsigned long mark;
837                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
838                                 mark = (*z)->pages_min;
839                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
840                                 mark = (*z)->pages_low;
841                         else
842                                 mark = (*z)->pages_high;
843                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
844                                     classzone_idx, alloc_flags))
845                                 continue;
846                 }
847
848                 page = buffered_rmqueue(*z, order, gfp_mask);
849                 if (page) {
850                         zone_statistics(zonelist, *z);
851                         break;
852                 }
853         } while (*(++z) != NULL);
854         return page;
855 }
856
857 /*
858  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
859  */
860 struct page * fastcall
861 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
862                 struct zonelist *zonelist)
863 {
864         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
865         struct zone **z;
866         struct page *page;
867         struct reclaim_state reclaim_state;
868         struct task_struct *p = current;
869         int do_retry;
870         int alloc_flags;
871         int did_some_progress;
872
873         might_sleep_if(wait);
874
875 restart:
876         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
877
878         if (unlikely(*z == NULL)) {
879                 /* Should this ever happen?? */
880                 return NULL;
881         }
882
883         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
884                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
885         if (page)
886                 goto got_pg;
887
888         do {
889                 wakeup_kswapd(*z, order);
890         } while (*(++z));
891
892         /*
893          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
894          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
895          * to how we want to proceed.
896          *
897          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
898          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
899          * policy.
900          */
901         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
902         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
903                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
904         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
905                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
906         if (wait)
907                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
908
909         /*
910          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
911          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
912          *
913          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
914          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
915          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
916          */
917         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
918         if (page)
919                 goto got_pg;
920
921         /* This allocation should allow future memory freeing. */
922
923         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
924                         && !in_interrupt()) {
925                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
926 nofail_alloc:
927                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
928                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
929                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS|ALLOC_CPUSET);
930                         if (page)
931                                 goto got_pg;
932                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
933                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
934                                 goto nofail_alloc;
935                         }
936                 }
937                 goto nopage;
938         }
939
940         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
941         if (!wait)
942                 goto nopage;
943
944 rebalance:
945         cond_resched();
946
947         /* We now go into synchronous reclaim */
948         p->flags |= PF_MEMALLOC;
949         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
950         p->reclaim_state = &reclaim_state;
951
952         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
953
954         p->reclaim_state = NULL;
955         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
956
957         cond_resched();
958
959         if (likely(did_some_progress)) {
960                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
961                                                 zonelist, alloc_flags);
962                 if (page)
963                         goto got_pg;
964         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
965                 /*
966                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
967                  * very high watermark here, this is only to catch
968                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
969                  * under heavy pressure.
970                  */
971                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
972                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
973                 if (page)
974                         goto got_pg;
975
976                 out_of_memory(gfp_mask, order);
977                 goto restart;
978         }
979
980         /*
981          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
982          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
983          *
984          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
985          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
986          */
987         do_retry = 0;
988         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
989                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
990                         do_retry = 1;
991                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
992                         do_retry = 1;
993         }
994         if (do_retry) {
995                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
996                 goto rebalance;
997         }
998
999 nopage:
1000         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1001                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1002                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1003                         p->comm, order, gfp_mask);
1004                 dump_stack();
1005                 show_mem();
1006         }
1007 got_pg:
1008         return page;
1009 }
1010
1011 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1012
1013 /*
1014  * Common helper functions.
1015  */
1016 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1017 {
1018         struct page * page;
1019         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1020         if (!page)
1021                 return 0;
1022         return (unsigned long) page_address(page);
1023 }
1024
1025 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1026
1027 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1028 {
1029         struct page * page;
1030
1031         /*
1032          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1033          * a highmem page
1034          */
1035         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1036
1037         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1038         if (page)
1039                 return (unsigned long) page_address(page);
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1044
1045 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1046 {
1047         int i = pagevec_count(pvec);
1048
1049         while (--i >= 0)
1050                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1051 }
1052
1053 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1054 {
1055         if (put_page_testzero(page)) {
1056                 if (order == 0)
1057                         free_hot_page(page);
1058                 else
1059                         __free_pages_ok(page, order);
1060         }
1061 }
1062
1063 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1064
1065 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1066 {
1067         if (addr != 0) {
1068                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1069                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1070         }
1071 }
1072
1073 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1074
1075 /*
1076  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1077  */
1078 unsigned int nr_free_pages(void)
1079 {
1080         unsigned int sum = 0;
1081         struct zone *zone;
1082
1083         for_each_zone(zone)
1084                 sum += zone->free_pages;
1085
1086         return sum;
1087 }
1088
1089 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1090
1091 #ifdef CONFIG_NUMA
1092 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1093 {
1094         unsigned int i, sum = 0;
1095
1096         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1097                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1098
1099         return sum;
1100 }
1101 #endif
1102
1103 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1104 {
1105         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1106         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1107         unsigned int sum = 0;
1108
1109         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1110         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1111         struct zone *zone;
1112
1113         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1114                 unsigned long size = zone->present_pages;
1115                 unsigned long high = zone->pages_high;
1116                 if (size > high)
1117                         sum += size - high;
1118         }
1119
1120         return sum;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1125  */
1126 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1127 {
1128         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1133  */
1134 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1135 {
1136         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1140 unsigned int nr_free_highpages (void)
1141 {
1142         pg_data_t *pgdat;
1143         unsigned int pages = 0;
1144
1145         for_each_pgdat(pgdat)
1146                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1147
1148         return pages;
1149 }
1150 #endif
1151
1152 #ifdef CONFIG_NUMA
1153 static void show_node(struct zone *zone)
1154 {
1155         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1156 }
1157 #else
1158 #define show_node(zone) do { } while (0)
1159 #endif
1160
1161 /*
1162  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1163  * The result is unavoidably approximate - it can change
1164  * during and after execution of this function.
1165  */
1166 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1167
1168 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1169 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1170 #ifdef CONFIG_SMP
1171 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1172 #endif
1173
1174 void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1175 {
1176         int cpu = 0;
1177
1178         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1179         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1180
1181         cpu = first_cpu(*cpumask);
1182         while (cpu < NR_CPUS) {
1183                 unsigned long *in, *out, off;
1184
1185                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1186
1187                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1188
1189                 if (cpu < NR_CPUS)
1190                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1191
1192                 out = (unsigned long *)ret;
1193                 for (off = 0; off < nr; off++)
1194                         *out++ += *in++;
1195         }
1196 }
1197
1198 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1199 {
1200         int nr;
1201         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1202
1203         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1204         nr /= sizeof(unsigned long);
1205
1206         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1207 }
1208
1209 void get_page_state(struct page_state *ret)
1210 {
1211         int nr;
1212         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1213
1214         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1215         nr /= sizeof(unsigned long);
1216
1217         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1218 }
1219
1220 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1221 {
1222         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1223
1224         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1225 }
1226
1227 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1228 {
1229         unsigned long ret = 0;
1230         int cpu;
1231
1232         for_each_online_cpu(cpu) {
1233                 unsigned long in;
1234
1235                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1236                 ret += *((unsigned long *)in);
1237         }
1238         return ret;
1239 }
1240
1241 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1242 {
1243         unsigned long flags;
1244         void* ptr;
1245
1246         local_irq_save(flags);
1247         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1248         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1249         local_irq_restore(flags);
1250 }
1251
1252 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1253
1254 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1255                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1256 {
1257         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1258         int i;
1259
1260         *active = 0;
1261         *inactive = 0;
1262         *free = 0;
1263         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1264                 *active += zones[i].nr_active;
1265                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1266                 *free += zones[i].free_pages;
1267         }
1268 }
1269
1270 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1271                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1272 {
1273         struct pglist_data *pgdat;
1274
1275         *active = 0;
1276         *inactive = 0;
1277         *free = 0;
1278         for_each_pgdat(pgdat) {
1279                 unsigned long l, m, n;
1280                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1281                 *active += l;
1282                 *inactive += m;
1283                 *free += n;
1284         }
1285 }
1286
1287 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1288 {
1289         val->totalram = totalram_pages;
1290         val->sharedram = 0;
1291         val->freeram = nr_free_pages();
1292         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1293 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1294         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1295         val->freehigh = nr_free_highpages();
1296 #else
1297         val->totalhigh = 0;
1298         val->freehigh = 0;
1299 #endif
1300         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1301 }
1302
1303 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1304
1305 #ifdef CONFIG_NUMA
1306 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1307 {
1308         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1309
1310         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1311         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1312         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1313         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1314         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1315 }
1316 #endif
1317
1318 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1319
1320 /*
1321  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1322  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1323  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1324  */
1325 void show_free_areas(void)
1326 {
1327         struct page_state ps;
1328         int cpu, temperature;
1329         unsigned long active;
1330         unsigned long inactive;
1331         unsigned long free;
1332         struct zone *zone;
1333
1334         for_each_zone(zone) {
1335                 show_node(zone);
1336                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1337
1338                 if (!zone->present_pages) {
1339                         printk(" empty\n");
1340                         continue;
1341                 } else
1342                         printk("\n");
1343
1344                 for_each_online_cpu(cpu) {
1345                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1346
1347                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1348
1349                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1350                                 printk("cpu %d %s: low %d, high %d, batch %d used:%d\n",
1351                                         cpu,
1352                                         temperature ? "cold" : "hot",
1353                                         pageset->pcp[temperature].low,
1354                                         pageset->pcp[temperature].high,
1355                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1356                                         pageset->pcp[temperature].count);
1357                 }
1358         }
1359
1360         get_page_state(&ps);
1361         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1362
1363         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1364                 K(nr_free_pages()),
1365                 K(nr_free_highpages()));
1366
1367         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1368                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1369                 active,
1370                 inactive,
1371                 ps.nr_dirty,
1372                 ps.nr_writeback,
1373                 ps.nr_unstable,
1374                 nr_free_pages(),
1375                 ps.nr_slab,
1376                 ps.nr_mapped,
1377                 ps.nr_page_table_pages);
1378
1379         for_each_zone(zone) {
1380                 int i;
1381
1382                 show_node(zone);
1383                 printk("%s"
1384                         " free:%lukB"
1385                         " min:%lukB"
1386                         " low:%lukB"
1387                         " high:%lukB"
1388                         " active:%lukB"
1389                         " inactive:%lukB"
1390                         " present:%lukB"
1391                         " pages_scanned:%lu"
1392                         " all_unreclaimable? %s"
1393                         "\n",
1394                         zone->name,
1395                         K(zone->free_pages),
1396                         K(zone->pages_min),
1397                         K(zone->pages_low),
1398                         K(zone->pages_high),
1399                         K(zone->nr_active),
1400                         K(zone->nr_inactive),
1401                         K(zone->present_pages),
1402                         zone->pages_scanned,
1403                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1404                         );
1405                 printk("lowmem_reserve[]:");
1406                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1407                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1408                 printk("\n");
1409         }
1410
1411         for_each_zone(zone) {
1412                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1413
1414                 show_node(zone);
1415                 printk("%s: ", zone->name);
1416                 if (!zone->present_pages) {
1417                         printk("empty\n");
1418                         continue;
1419                 }
1420
1421                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1422                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1423                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1424                         total += nr << order;
1425                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1426                 }
1427                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1428                 printk("= %lukB\n", K(total));
1429         }
1430
1431         show_swap_cache_info();
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Builds allocation fallback zone lists.
1436  */
1437 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1438 {
1439         switch (k) {
1440                 struct zone *zone;
1441         default:
1442                 BUG();
1443         case ZONE_HIGHMEM:
1444                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1445                 if (zone->present_pages) {
1446 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1447                         BUG();
1448 #endif
1449                         zonelist->zones[j++] = zone;
1450                 }
1451         case ZONE_NORMAL:
1452                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1453                 if (zone->present_pages)
1454                         zonelist->zones[j++] = zone;
1455         case ZONE_DMA32:
1456                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
1457                 if (zone->present_pages)
1458                         zonelist->zones[j++] = zone;
1459         case ZONE_DMA:
1460                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1461                 if (zone->present_pages)
1462                         zonelist->zones[j++] = zone;
1463         }
1464
1465         return j;
1466 }
1467
1468 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1469 {
1470         int res = ZONE_NORMAL;
1471         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1472                 res = ZONE_HIGHMEM;
1473         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1474                 res = ZONE_DMA32;
1475         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1476                 res = ZONE_DMA;
1477         return res;
1478 }
1479
1480 #ifdef CONFIG_NUMA
1481 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1482 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1483 /**
1484  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1485  * @node: node whose fallback list we're appending
1486  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1487  *
1488  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1489  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1490  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1491  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1492  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1493  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1494  * on them otherwise.
1495  * It returns -1 if no node is found.
1496  */
1497 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1498 {
1499         int i, n, val;
1500         int min_val = INT_MAX;
1501         int best_node = -1;
1502
1503         for_each_online_node(i) {
1504                 cpumask_t tmp;
1505
1506                 /* Start from local node */
1507                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1508
1509                 /* Don't want a node to appear more than once */
1510                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1511                         continue;
1512
1513                 /* Use the local node if we haven't already */
1514                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1515                         best_node = node;
1516                         break;
1517                 }
1518
1519                 /* Use the distance array to find the distance */
1520                 val = node_distance(node, n);
1521
1522                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1523                 tmp = node_to_cpumask(n);
1524                 if (!cpus_empty(tmp))
1525                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1526
1527                 /* Slight preference for less loaded node */
1528                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1529                 val += node_load[n];
1530
1531                 if (val < min_val) {
1532                         min_val = val;
1533                         best_node = n;
1534                 }
1535         }
1536
1537         if (best_node >= 0)
1538                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1539
1540         return best_node;
1541 }
1542
1543 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1544 {
1545         int i, j, k, node, local_node;
1546         int prev_node, load;
1547         struct zonelist *zonelist;
1548         nodemask_t used_mask;
1549
1550         /* initialize zonelists */
1551         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1552                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1553                 zonelist->zones[0] = NULL;
1554         }
1555
1556         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1557         local_node = pgdat->node_id;
1558         load = num_online_nodes();
1559         prev_node = local_node;
1560         nodes_clear(used_mask);
1561         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1562                 /*
1563                  * We don't want to pressure a particular node.
1564                  * So adding penalty to the first node in same
1565                  * distance group to make it round-robin.
1566                  */
1567                 if (node_distance(local_node, node) !=
1568                                 node_distance(local_node, prev_node))
1569                         node_load[node] += load;
1570                 prev_node = node;
1571                 load--;
1572                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1573                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1574                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1575
1576                         k = highest_zone(i);
1577
1578                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1579                         zonelist->zones[j] = NULL;
1580                 }
1581         }
1582 }
1583
1584 #else   /* CONFIG_NUMA */
1585
1586 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1587 {
1588         int i, j, k, node, local_node;
1589
1590         local_node = pgdat->node_id;
1591         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1592                 struct zonelist *zonelist;
1593
1594                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1595
1596                 j = 0;
1597                 k = highest_zone(i);
1598                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1599                 /*
1600                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1601                  * of all the other nodes.
1602                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1603                  * building the zones for node N, we make sure that the
1604                  * zones coming right after the local ones are those from
1605                  * node N+1 (modulo N)
1606                  */
1607                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1608                         if (!node_online(node))
1609                                 continue;
1610                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1611                 }
1612                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1613                         if (!node_online(node))
1614                                 continue;
1615                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1616                 }
1617
1618                 zonelist->zones[j] = NULL;
1619         }
1620 }
1621
1622 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1623
1624 void __init build_all_zonelists(void)
1625 {
1626         int i;
1627
1628         for_each_online_node(i)
1629                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1630         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1631         cpuset_init_current_mems_allowed();
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1636  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1637  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1638  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1639  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1640  * conservative, even though it seems large.
1641  *
1642  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1643  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1644  */
1645 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1646
1647 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1648 {
1649         unsigned long size = 1;
1650
1651         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1652
1653         while (size < pages)
1654                 size <<= 1;
1655
1656         /*
1657          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1658          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1659          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1660          */
1661         size = min(size, 4096UL);
1662
1663         return max(size, 4UL);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1668  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1669  * hash function before the remainder is taken.
1670  */
1671 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1672 {
1673         return ffz(~size);
1674 }
1675
1676 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1677
1678 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1679                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1680 {
1681         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1682         int i;
1683
1684         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1685                 totalpages += zones_size[i];
1686         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1687
1688         realtotalpages = totalpages;
1689         if (zholes_size)
1690                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1691                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1692         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1693         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1694 }
1695
1696
1697 /*
1698  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1699  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1700  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1701  */
1702 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1703                 unsigned long start_pfn)
1704 {
1705         struct page *page;
1706         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1707         unsigned long pfn;
1708
1709         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1710                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1711                         continue;
1712                 if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1713                         continue;
1714                 page = pfn_to_page(pfn);
1715                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1716                 set_page_count(page, 1);
1717                 reset_page_mapcount(page);
1718                 SetPageReserved(page);
1719                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1720 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1721                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1722                 if (!is_highmem_idx(zone))
1723                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1724 #endif
1725         }
1726 }
1727
1728 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1729                                 unsigned long size)
1730 {
1731         int order;
1732         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1733                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1734                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1735         }
1736 }
1737
1738 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1739 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1740                 unsigned long size)
1741 {
1742         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1743         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1744
1745         if (FLAGS_HAS_NODE)
1746                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1747         else
1748                 for (; snum <= end; snum++)
1749                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1750 }
1751
1752 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1753 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1754         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1755 #endif
1756
1757 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1758 {
1759         int batch;
1760
1761         /*
1762          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1763          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1764          *
1765          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1766          */
1767         batch = zone->present_pages / 1024;
1768         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1769                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1770         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1771         if (batch < 1)
1772                 batch = 1;
1773
1774         /*
1775          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1776          * of 2 value was found to be more likely to have
1777          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1778          *
1779          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1780          * batches of pages, one task can end up with a lot
1781          * of pages of one half of the possible page colors
1782          * and the other with pages of the other colors.
1783          */
1784         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1785
1786         return batch;
1787 }
1788
1789 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1790 {
1791         struct per_cpu_pages *pcp;
1792
1793         memset(p, 0, sizeof(*p));
1794
1795         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1796         pcp->count = 0;
1797         pcp->low = 0;
1798         pcp->high = 6 * batch;
1799         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1800         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1801
1802         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1803         pcp->count = 0;
1804         pcp->low = 0;
1805         pcp->high = 2 * batch;
1806         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1807         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1808 }
1809
1810 #ifdef CONFIG_NUMA
1811 /*
1812  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1813  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1814  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1815  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1816  * with interrupts disabled.
1817  *
1818  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1819  *
1820  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1821  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1822  * hotplugged processors.
1823  *
1824  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1825  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1826  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1827  */
1828 static struct per_cpu_pageset
1829         boot_pageset[NR_CPUS];
1830
1831 /*
1832  * Dynamically allocate memory for the
1833  * per cpu pageset array in struct zone.
1834  */
1835 static int __devinit process_zones(int cpu)
1836 {
1837         struct zone *zone, *dzone;
1838
1839         for_each_zone(zone) {
1840
1841                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1842                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1843                 if (!zone->pageset[cpu])
1844                         goto bad;
1845
1846                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1847         }
1848
1849         return 0;
1850 bad:
1851         for_each_zone(dzone) {
1852                 if (dzone == zone)
1853                         break;
1854                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1855                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1856         }
1857         return -ENOMEM;
1858 }
1859
1860 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1861 {
1862 #ifdef CONFIG_NUMA
1863         struct zone *zone;
1864
1865         for_each_zone(zone) {
1866                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1867
1868                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1869                 kfree(pset);
1870         }
1871 #endif
1872 }
1873
1874 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1875                 unsigned long action,
1876                 void *hcpu)
1877 {
1878         int cpu = (long)hcpu;
1879         int ret = NOTIFY_OK;
1880
1881         switch (action) {
1882                 case CPU_UP_PREPARE:
1883                         if (process_zones(cpu))
1884                                 ret = NOTIFY_BAD;
1885                         break;
1886                 case CPU_UP_CANCELED:
1887                 case CPU_DEAD:
1888                         free_zone_pagesets(cpu);
1889                         break;
1890                 default:
1891                         break;
1892         }
1893         return ret;
1894 }
1895
1896 static struct notifier_block pageset_notifier =
1897         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1898
1899 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1900 {
1901         int err;
1902
1903         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1904          * A cpuup callback will do this for every cpu
1905          * as it comes online
1906          */
1907         err = process_zones(smp_processor_id());
1908         BUG_ON(err);
1909         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1910 }
1911
1912 #endif
1913
1914 static __devinit
1915 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1916 {
1917         int i;
1918         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1919
1920         /*
1921          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1922          * per zone.
1923          */
1924         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1925         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1926         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1927                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1928                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1929
1930         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1931                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1932 }
1933
1934 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1935 {
1936         int cpu;
1937         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1938
1939         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1940 #ifdef CONFIG_NUMA
1941                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1942                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1943                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1944 #else
1945                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1946 #endif
1947         }
1948         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1949                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1950 }
1951
1952 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1953                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1954 {
1955         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1956
1957         zone_wait_table_init(zone, size);
1958         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1959
1960         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1961         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1962
1963         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1964
1965         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Set up the zone data structures:
1970  *   - mark all pages reserved
1971  *   - mark all memory queues empty
1972  *   - clear the memory bitmaps
1973  */
1974 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1975                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1976 {
1977         unsigned long j;
1978         int nid = pgdat->node_id;
1979         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1980
1981         pgdat_resize_init(pgdat);
1982         pgdat->nr_zones = 0;
1983         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1984         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1985         
1986         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1987                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1988                 unsigned long size, realsize;
1989
1990                 realsize = size = zones_size[j];
1991                 if (zholes_size)
1992                         realsize -= zholes_size[j];
1993
1994                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
1995                         nr_kernel_pages += realsize;
1996                 nr_all_pages += realsize;
1997
1998                 zone->spanned_pages = size;
1999                 zone->present_pages = realsize;
2000                 zone->name = zone_names[j];
2001                 spin_lock_init(&zone->lock);
2002                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2003                 zone_seqlock_init(zone);
2004                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2005                 zone->free_pages = 0;
2006
2007                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2008
2009                 zone_pcp_init(zone);
2010                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2011                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2012                 zone->nr_scan_active = 0;
2013                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2014                 zone->nr_active = 0;
2015                 zone->nr_inactive = 0;
2016                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2017                 if (!size)
2018                         continue;
2019
2020                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2021                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2022                 zone_start_pfn += size;
2023         }
2024 }
2025
2026 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2027 {
2028         /* Skip empty nodes */
2029         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2030                 return;
2031
2032 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2033         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2034         if (!pgdat->node_mem_map) {
2035                 unsigned long size;
2036                 struct page *map;
2037
2038                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2039                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2040                 if (!map)
2041                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2042                 pgdat->node_mem_map = map;
2043         }
2044 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2045         /*
2046          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2047          */
2048         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2049                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2050 #endif
2051 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2052 }
2053
2054 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2055                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2056                 unsigned long *zholes_size)
2057 {
2058         pgdat->node_id = nid;
2059         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2060         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2061
2062         alloc_node_mem_map(pgdat);
2063
2064         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2065 }
2066
2067 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2068 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2069 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2070
2071 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2072 #endif
2073
2074 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2075 {
2076         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2077                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2078 }
2079
2080 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2081
2082 #include <linux/seq_file.h>
2083
2084 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2085 {
2086         pg_data_t *pgdat;
2087         loff_t node = *pos;
2088
2089         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2090                 --node;
2091
2092         return pgdat;
2093 }
2094
2095 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2096 {
2097         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2098
2099         (*pos)++;
2100         return pgdat->pgdat_next;
2101 }
2102
2103 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2104 {
2105 }
2106
2107 /* 
2108  * This walks the free areas for each zone.
2109  */
2110 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2111 {
2112         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2113         struct zone *zone;
2114         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2115         unsigned long flags;
2116         int order;
2117
2118         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2119                 if (!zone->present_pages)
2120                         continue;
2121
2122                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2123                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2124                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2125                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2126                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2127                 seq_putc(m, '\n');
2128         }
2129         return 0;
2130 }
2131
2132 struct seq_operations fragmentation_op = {
2133         .start  = frag_start,
2134         .next   = frag_next,
2135         .stop   = frag_stop,
2136         .show   = frag_show,
2137 };
2138
2139 /*
2140  * Output information about zones in @pgdat.
2141  */
2142 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2143 {
2144         pg_data_t *pgdat = arg;
2145         struct zone *zone;
2146         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2147         unsigned long flags;
2148
2149         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2150                 int i;
2151
2152                 if (!zone->present_pages)
2153                         continue;
2154
2155                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2156                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2157                 seq_printf(m,
2158                            "\n  pages free     %lu"
2159                            "\n        min      %lu"
2160                            "\n        low      %lu"
2161                            "\n        high     %lu"
2162                            "\n        active   %lu"
2163                            "\n        inactive %lu"
2164                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2165                            "\n        spanned  %lu"
2166                            "\n        present  %lu",
2167                            zone->free_pages,
2168                            zone->pages_min,
2169                            zone->pages_low,
2170                            zone->pages_high,
2171                            zone->nr_active,
2172                            zone->nr_inactive,
2173                            zone->pages_scanned,
2174                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2175                            zone->spanned_pages,
2176                            zone->present_pages);
2177                 seq_printf(m,
2178                            "\n        protection: (%lu",
2179                            zone->lowmem_reserve[0]);
2180                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2181                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2182                 seq_printf(m,
2183                            ")"
2184                            "\n  pagesets");
2185                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2186                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2187                         int j;
2188
2189                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2190                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2191                                 if (pageset->pcp[j].count)
2192                                         break;
2193                         }
2194                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2195                                 continue;
2196                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2197                                 seq_printf(m,
2198                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2199                                            "\n              count: %i"
2200                                            "\n              low:   %i"
2201                                            "\n              high:  %i"
2202                                            "\n              batch: %i",
2203                                            i, j,
2204                                            pageset->pcp[j].count,
2205                                            pageset->pcp[j].low,
2206                                            pageset->pcp[j].high,
2207                                            pageset->pcp[j].batch);
2208                         }
2209 #ifdef CONFIG_NUMA
2210                         seq_printf(m,
2211                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2212                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2213                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2214                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2215                                    "\n            local_node:     %lu"
2216                                    "\n            other_node:     %lu",
2217                                    pageset->numa_hit,
2218                                    pageset->numa_miss,
2219                                    pageset->numa_foreign,
2220                                    pageset->interleave_hit,
2221                                    pageset->local_node,
2222                                    pageset->other_node);
2223 #endif
2224                 }
2225                 seq_printf(m,
2226                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2227                            "\n  prev_priority:     %i"
2228                            "\n  temp_priority:     %i"
2229                            "\n  start_pfn:         %lu",
2230                            zone->all_unreclaimable,
2231                            zone->prev_priority,
2232                            zone->temp_priority,
2233                            zone->zone_start_pfn);
2234                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2235                 seq_putc(m, '\n');
2236         }
2237         return 0;
2238 }
2239
2240 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2241         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2242                                * fragmentation. */
2243         .next   = frag_next,
2244         .stop   = frag_stop,
2245         .show   = zoneinfo_show,
2246 };
2247
2248 static char *vmstat_text[] = {
2249         "nr_dirty",
2250         "nr_writeback",
2251         "nr_unstable",
2252         "nr_page_table_pages",
2253         "nr_mapped",
2254         "nr_slab",
2255
2256         "pgpgin",
2257         "pgpgout",
2258         "pswpin",
2259         "pswpout",
2260         "pgalloc_high",
2261
2262         "pgalloc_normal",
2263         "pgalloc_dma",
2264         "pgfree",
2265         "pgactivate",
2266         "pgdeactivate",
2267
2268         "pgfault",
2269         "pgmajfault",
2270         "pgrefill_high",
2271         "pgrefill_normal",
2272         "pgrefill_dma",
2273
2274         "pgsteal_high",
2275         "pgsteal_normal",
2276         "pgsteal_dma",
2277         "pgscan_kswapd_high",
2278         "pgscan_kswapd_normal",
2279
2280         "pgscan_kswapd_dma",
2281         "pgscan_direct_high",
2282         "pgscan_direct_normal",
2283         "pgscan_direct_dma",
2284         "pginodesteal",
2285
2286         "slabs_scanned",
2287         "kswapd_steal",
2288         "kswapd_inodesteal",
2289         "pageoutrun",
2290         "allocstall",
2291
2292         "pgrotated",
2293         "nr_bounce",
2294 };
2295
2296 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2297 {
2298         struct page_state *ps;
2299
2300         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2301                 return NULL;
2302
2303         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2304         m->private = ps;
2305         if (!ps)
2306                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2307         get_full_page_state(ps);
2308         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2309         ps->pgpgout /= 2;
2310         return (unsigned long *)ps + *pos;
2311 }
2312
2313 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2314 {
2315         (*pos)++;
2316         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2317                 return NULL;
2318         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2319 }
2320
2321 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2322 {
2323         unsigned long *l = arg;
2324         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2325
2326         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2327         return 0;
2328 }
2329
2330 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2331 {
2332         kfree(m->private);
2333         m->private = NULL;
2334 }
2335
2336 struct seq_operations vmstat_op = {
2337         .start  = vmstat_start,
2338         .next   = vmstat_next,
2339         .stop   = vmstat_stop,
2340         .show   = vmstat_show,
2341 };
2342
2343 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2344
2345 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2346 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2347                                  unsigned long action, void *hcpu)
2348 {
2349         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2350         long *count;
2351         unsigned long *src, *dest;
2352
2353         if (action == CPU_DEAD) {
2354                 int i;
2355
2356                 /* Drain local pagecache count. */
2357                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2358                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2359                 *count = 0;
2360                 local_irq_disable();
2361                 __drain_pages(cpu);
2362
2363                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2364                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2365                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2366
2367                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2368                                 i++) {
2369                         dest[i] += src[i];
2370                         src[i] = 0;
2371                 }
2372
2373                 local_irq_enable();
2374         }
2375         return NOTIFY_OK;
2376 }
2377 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2378
2379 void __init page_alloc_init(void)
2380 {
2381         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2382 }
2383
2384 /*
2385  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2386  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2387  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2388  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2389  */
2390 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2391 {
2392         struct pglist_data *pgdat;
2393         int j, idx;
2394
2395         for_each_pgdat(pgdat) {
2396                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2397                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2398                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2399
2400                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2401
2402                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2403                                 struct zone *lower_zone;
2404
2405                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2406                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2407
2408                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2409                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2410                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2411                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2412                         }
2413                 }
2414         }
2415 }
2416
2417 /*
2418  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2419  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2420  *      with respect to min_free_kbytes.
2421  */
2422 void setup_per_zone_pages_min(void)
2423 {
2424         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2425         unsigned long lowmem_pages = 0;
2426         struct zone *zone;
2427         unsigned long flags;
2428
2429         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2430         for_each_zone(zone) {
2431                 if (!is_highmem(zone))
2432                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2433         }
2434
2435         for_each_zone(zone) {
2436                 unsigned long tmp;
2437                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2438                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2439                 if (is_highmem(zone)) {
2440                         /*
2441                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2442                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2443                          * value here.
2444                          *
2445                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2446                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2447                          * not be capped for highmem.
2448                          */
2449                         int min_pages;
2450
2451                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2452                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2453                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2454                         if (min_pages > 128)
2455                                 min_pages = 128;
2456                         zone->pages_min = min_pages;
2457                 } else {
2458                         /*
2459                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2460                          * proportionate to the zone's size.
2461                          */
2462                         zone->pages_min = tmp;
2463                 }
2464
2465                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2466                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2467                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2468         }
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Initialise min_free_kbytes.
2473  *
2474  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2475  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2476  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2477  *
2478  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2479  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2480  *
2481  * which yields
2482  *
2483  * 16MB:        512k
2484  * 32MB:        724k
2485  * 64MB:        1024k
2486  * 128MB:       1448k
2487  * 256MB:       2048k
2488  * 512MB:       2896k
2489  * 1024MB:      4096k
2490  * 2048MB:      5792k
2491  * 4096MB:      8192k
2492  * 8192MB:      11584k
2493  * 16384MB:     16384k
2494  */
2495 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2496 {
2497         unsigned long lowmem_kbytes;
2498
2499         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2500
2501         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2502         if (min_free_kbytes < 128)
2503                 min_free_kbytes = 128;
2504         if (min_free_kbytes > 65536)
2505                 min_free_kbytes = 65536;
2506         setup_per_zone_pages_min();
2507         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2508         return 0;
2509 }
2510 module_init(init_per_zone_pages_min)
2511
2512 /*
2513  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2514  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2515  *      changes.
2516  */
2517 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2518         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2519 {
2520         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2521         setup_per_zone_pages_min();
2522         return 0;
2523 }
2524
2525 /*
2526  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2527  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2528  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2529  *
2530  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2531  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2532  * if in function of the boot time zone sizes.
2533  */
2534 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2535         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2536 {
2537         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2538         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2539         return 0;
2540 }
2541
2542 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2543
2544 #ifdef CONFIG_NUMA
2545 static int __init set_hashdist(char *str)
2546 {
2547         if (!str)
2548                 return 0;
2549         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2550         return 1;
2551 }
2552 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2553 #endif
2554
2555 /*
2556  * allocate a large system hash table from bootmem
2557  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2558  *   quantity of entries
2559  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2560  */
2561 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2562                                      unsigned long bucketsize,
2563                                      unsigned long numentries,
2564                                      int scale,
2565                                      int flags,
2566                                      unsigned int *_hash_shift,
2567                                      unsigned int *_hash_mask,
2568                                      unsigned long limit)
2569 {
2570         unsigned long long max = limit;
2571         unsigned long log2qty, size;
2572         void *table = NULL;
2573
2574         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2575         if (!numentries) {
2576                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2577                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2578                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2579                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2580                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2581
2582                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2583                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2584                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2585                 else
2586                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2587         }
2588         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2589         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2590
2591         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2592         if (max == 0) {
2593                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2594                 do_div(max, bucketsize);
2595         }
2596
2597         if (numentries > max)
2598                 numentries = max;
2599
2600         log2qty = long_log2(numentries);
2601
2602         do {
2603                 size = bucketsize << log2qty;
2604                 if (flags & HASH_EARLY)
2605                         table = alloc_bootmem(size);
2606                 else if (hashdist)
2607                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2608                 else {
2609                         unsigned long order;
2610                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2611                                 ;
2612                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2613                 }
2614         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2615
2616         if (!table)
2617                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2618
2619         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2620                tablename,
2621                (1U << log2qty),
2622                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2623                size);
2624
2625         if (_hash_shift)
2626                 *_hash_shift = log2qty;
2627         if (_hash_mask)
2628                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2629
2630         return table;
2631 }