5eeeadd9f66ac72b40bbafa978c0e2682d2c164e
[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 #include <linux/mempolicy.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
46  * initializer cleaner
47  */
48 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
49 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
50 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
51 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
52 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
55 long nr_swap_pages;
56
57 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold);
58
59 /*
60  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
61  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
62  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
63  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
64  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
65  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
66  *
67  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
68  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
69  */
70 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
71
72 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
73
74 /*
75  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
76  * id is encoded in the upper bits of page->flags
77  */
78 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
79 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
80
81 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
82 int min_free_kbytes = 1024;
83
84 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
85 unsigned long __initdata nr_all_pages;
86
87 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
88 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
89 {
90         int ret = 0;
91         unsigned seq;
92         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
93
94         do {
95                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
96                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
97                         ret = 1;
98                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
99                         ret = 1;
100         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
101
102         return ret;
103 }
104
105 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
106 {
107 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
108         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
109                 return 0;
110 #endif
111         if (zone != page_zone(page))
112                 return 0;
113
114         return 1;
115 }
116 /*
117  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
118  */
119 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
120 {
121         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
122                 return 1;
123         if (!page_is_consistent(zone, page))
124                 return 1;
125
126         return 0;
127 }
128
129 #else
130 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
131 {
132         return 0;
133 }
134 #endif
135
136 static void bad_page(struct page *page)
137 {
138         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
139                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
140                 "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
141                 "Backtrace:\n",
142                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
143                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
144                 page_mapcount(page), page_count(page));
145         dump_stack();
146         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
147                         1 << PG_private |
148                         1 << PG_locked  |
149                         1 << PG_active  |
150                         1 << PG_dirty   |
151                         1 << PG_reclaim |
152                         1 << PG_slab    |
153                         1 << PG_swapcache |
154                         1 << PG_writeback );
155         set_page_count(page, 0);
156         reset_page_mapcount(page);
157         page->mapping = NULL;
158         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
159 }
160
161 /*
162  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
163  *
164  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
165  *
166  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
167  *
168  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
169  * the head page (even the head page has this).
170  *
171  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
172  * compound page's put_page() function.
173  *
174  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
175  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
176  * may not be compound.
177  */
178 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
179 {
180         int i;
181         int nr_pages = 1 << order;
182
183         page[1].mapping = NULL;
184         page[1].index = order;
185         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
186                 struct page *p = page + i;
187
188                 SetPageCompound(p);
189                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
190         }
191 }
192
193 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
194 {
195         int i;
196         int nr_pages = 1 << order;
197
198         if (unlikely(page[1].index != order))
199                 bad_page(page);
200
201         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
202                 struct page *p = page + i;
203
204                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
205                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
206                         bad_page(page);
207                 ClearPageCompound(p);
208         }
209 }
210
211 /*
212  * function for dealing with page's order in buddy system.
213  * zone->lock is already acquired when we use these.
214  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
215  */
216 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
217         return page_private(page);
218 }
219
220 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
221         set_page_private(page, order);
222         __SetPagePrivate(page);
223 }
224
225 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
226 {
227         __ClearPagePrivate(page);
228         set_page_private(page, 0);
229 }
230
231 /*
232  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
233  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
234  *
235  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
236  * the following equation:
237  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
238  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
239  * 1 buddy is #10:
240  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
241  *
242  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
243  * satisfies the following equation:
244  *     P = B & ~(1 << O)
245  *
246  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
247  */
248 static inline struct page *
249 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
250 {
251         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
252
253         return page + (buddy_idx - page_idx);
254 }
255
256 static inline unsigned long
257 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
258 {
259         return (page_idx & ~(1 << order));
260 }
261
262 /*
263  * This function checks whether a page is free && is the buddy
264  * we can do coalesce a page and its buddy if
265  * (a) the buddy is not in a hole &&
266  * (b) the buddy is free &&
267  * (c) the buddy is on the buddy system &&
268  * (d) a page and its buddy have the same order.
269  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
270  *
271  */
272 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
273 {
274 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
275         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
276                 return 0;
277 #endif
278
279        if (PagePrivate(page)           &&
280            (page_order(page) == order) &&
281             page_count(page) == 0)
282                return 1;
283        return 0;
284 }
285
286 /*
287  * Freeing function for a buddy system allocator.
288  *
289  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
290  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
291  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
292  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
293  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
294  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
295  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
296  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
297  * parts of the VM system.
298  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
299  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
300  * order is recorded in page_private(page) field.
301  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
302  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
303  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
304  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
305  * triggers coalescing into a block of larger size.            
306  *
307  * -- wli
308  */
309
310 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
311                 struct zone *zone, unsigned int order)
312 {
313         unsigned long page_idx;
314         int order_size = 1 << order;
315
316         if (unlikely(PageCompound(page)))
317                 destroy_compound_page(page, order);
318
319         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
320
321         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
322         BUG_ON(bad_range(zone, page));
323
324         zone->free_pages += order_size;
325         while (order < MAX_ORDER-1) {
326                 unsigned long combined_idx;
327                 struct free_area *area;
328                 struct page *buddy;
329
330                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
331                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
332                         break;          /* Move the buddy up one level. */
333
334                 list_del(&buddy->lru);
335                 area = zone->free_area + order;
336                 area->nr_free--;
337                 rmv_page_order(buddy);
338                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
339                 page = page + (combined_idx - page_idx);
340                 page_idx = combined_idx;
341                 order++;
342         }
343         set_page_order(page, order);
344         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
345         zone->free_area[order].nr_free++;
346 }
347
348 static inline int free_pages_check(struct page *page)
349 {
350         if (unlikely(page_mapcount(page) |
351                 (page->mapping != NULL)  |
352                 (page_count(page) != 0)  |
353                 (page->flags & (
354                         1 << PG_lru     |
355                         1 << PG_private |
356                         1 << PG_locked  |
357                         1 << PG_active  |
358                         1 << PG_reclaim |
359                         1 << PG_slab    |
360                         1 << PG_swapcache |
361                         1 << PG_writeback |
362                         1 << PG_reserved ))))
363                 bad_page(page);
364         if (PageDirty(page))
365                 __ClearPageDirty(page);
366         /*
367          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
368          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
369          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
370          */
371         return PageReserved(page);
372 }
373
374 /*
375  * Frees a list of pages. 
376  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
377  * count is the number of pages to free.
378  *
379  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
380  * see if this freeing clears that state.
381  *
382  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
383  * pinned" detection logic.
384  */
385 static int
386 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
387                 struct list_head *list, unsigned int order)
388 {
389         struct page *page = NULL;
390         int ret = 0;
391
392         spin_lock(&zone->lock);
393         zone->all_unreclaimable = 0;
394         zone->pages_scanned = 0;
395         while (!list_empty(list) && count--) {
396                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
397                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
398                 list_del(&page->lru);
399                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
400                 ret++;
401         }
402         spin_unlock(&zone->lock);
403         return ret;
404 }
405
406 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
407 {
408         unsigned long flags;
409         LIST_HEAD(list);
410         int i;
411         int reserved = 0;
412
413         arch_free_page(page, order);
414
415 #ifndef CONFIG_MMU
416         if (order > 0)
417                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
418                         __put_page(page + i);
419 #endif
420
421         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
422                 reserved += free_pages_check(page + i);
423         if (reserved)
424                 return;
425
426         list_add(&page->lru, &list);
427         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
428         local_irq_save(flags);
429         __mod_page_state(pgfree, 1 << order);
430         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
431         local_irq_restore(flags);
432 }
433
434 /*
435  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
436  */
437 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
438 {
439         if (order == 0) {
440                 __ClearPageReserved(page);
441                 set_page_count(page, 0);
442
443                 free_hot_cold_page(page, 0);
444         } else {
445                 LIST_HEAD(list);
446                 int loop;
447
448                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
449                         struct page *p = &page[loop];
450
451                         if (loop + 16 < BITS_PER_LONG)
452                                 prefetchw(p + 16);
453                         __ClearPageReserved(p);
454                         set_page_count(p, 0);
455                 }
456
457                 arch_free_page(page, order);
458
459                 mod_page_state(pgfree, 1 << order);
460
461                 list_add(&page->lru, &list);
462                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
463                 free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
464         }
465 }
466
467
468 /*
469  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
470  * Please do not alter this order without good reasons and regression
471  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
472  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
473  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
474  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
475  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
476  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
477  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
478  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
479  *
480  * -- wli
481  */
482 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
483         int low, int high, struct free_area *area)
484 {
485         unsigned long size = 1 << high;
486
487         while (high > low) {
488                 area--;
489                 high--;
490                 size >>= 1;
491                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
492                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
493                 area->nr_free++;
494                 set_page_order(&page[size], high);
495         }
496 }
497
498 /*
499  * This page is about to be returned from the page allocator
500  */
501 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
502 {
503         if (unlikely(page_mapcount(page) |
504                 (page->mapping != NULL)  |
505                 (page_count(page) != 0)  |
506                 (page->flags & (
507                         1 << PG_lru     |
508                         1 << PG_private |
509                         1 << PG_locked  |
510                         1 << PG_active  |
511                         1 << PG_dirty   |
512                         1 << PG_reclaim |
513                         1 << PG_slab    |
514                         1 << PG_swapcache |
515                         1 << PG_writeback |
516                         1 << PG_reserved ))))
517                 bad_page(page);
518
519         /*
520          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
521          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
522          */
523         if (PageReserved(page))
524                 return 1;
525
526         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
527                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
528                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
529         set_page_private(page, 0);
530         set_page_refs(page, order);
531         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
532         return 0;
533 }
534
535 /* 
536  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
537  * Call me with the zone->lock already held.
538  */
539 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
540 {
541         struct free_area * area;
542         unsigned int current_order;
543         struct page *page;
544
545         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
546                 area = zone->free_area + current_order;
547                 if (list_empty(&area->free_list))
548                         continue;
549
550                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
551                 list_del(&page->lru);
552                 rmv_page_order(page);
553                 area->nr_free--;
554                 zone->free_pages -= 1UL << order;
555                 expand(zone, page, order, current_order, area);
556                 return page;
557         }
558
559         return NULL;
560 }
561
562 /* 
563  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
564  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
565  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
566  */
567 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
568                         unsigned long count, struct list_head *list)
569 {
570         int i;
571         
572         spin_lock(&zone->lock);
573         for (i = 0; i < count; ++i) {
574                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
575                 if (unlikely(page == NULL))
576                         break;
577                 list_add_tail(&page->lru, list);
578         }
579         spin_unlock(&zone->lock);
580         return i;
581 }
582
583 #ifdef CONFIG_NUMA
584 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
585 void drain_remote_pages(void)
586 {
587         struct zone *zone;
588         int i;
589         unsigned long flags;
590
591         local_irq_save(flags);
592         for_each_zone(zone) {
593                 struct per_cpu_pageset *pset;
594
595                 /* Do not drain local pagesets */
596                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
597                         continue;
598
599                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
600                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
601                         struct per_cpu_pages *pcp;
602
603                         pcp = &pset->pcp[i];
604                         if (pcp->count)
605                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
606                                                 &pcp->list, 0);
607                 }
608         }
609         local_irq_restore(flags);
610 }
611 #endif
612
613 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
614 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
615 {
616         unsigned long flags;
617         struct zone *zone;
618         int i;
619
620         for_each_zone(zone) {
621                 struct per_cpu_pageset *pset;
622
623                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
624                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
625                         struct per_cpu_pages *pcp;
626
627                         pcp = &pset->pcp[i];
628                         local_irq_save(flags);
629                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
630                                                 &pcp->list, 0);
631                         local_irq_restore(flags);
632                 }
633         }
634 }
635 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
636
637 #ifdef CONFIG_PM
638
639 void mark_free_pages(struct zone *zone)
640 {
641         unsigned long zone_pfn, flags;
642         int order;
643         struct list_head *curr;
644
645         if (!zone->spanned_pages)
646                 return;
647
648         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
649         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
650                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
651
652         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
653                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
654                         unsigned long start_pfn, i;
655
656                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
657
658                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
659                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
660         }
661         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
662 }
663
664 /*
665  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
666  */
667 void drain_local_pages(void)
668 {
669         unsigned long flags;
670
671         local_irq_save(flags);  
672         __drain_pages(smp_processor_id());
673         local_irq_restore(flags);       
674 }
675 #endif /* CONFIG_PM */
676
677 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z, int cpu)
678 {
679 #ifdef CONFIG_NUMA
680         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
681         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
682         struct per_cpu_pageset *p;
683
684         p = zone_pcp(z, cpu);
685         if (pg == orig) {
686                 p->numa_hit++;
687         } else {
688                 p->numa_miss++;
689                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
690         }
691         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
692                 p->local_node++;
693         else
694                 p->other_node++;
695 #endif
696 }
697
698 /*
699  * Free a 0-order page
700  */
701 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
702 {
703         struct zone *zone = page_zone(page);
704         struct per_cpu_pages *pcp;
705         unsigned long flags;
706
707         arch_free_page(page, 0);
708
709         if (PageAnon(page))
710                 page->mapping = NULL;
711         if (free_pages_check(page))
712                 return;
713
714         kernel_map_pages(page, 1, 0);
715
716         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
717         local_irq_save(flags);
718         __inc_page_state(pgfree);
719         list_add(&page->lru, &pcp->list);
720         pcp->count++;
721         if (pcp->count >= pcp->high)
722                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
723         local_irq_restore(flags);
724         put_cpu();
725 }
726
727 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
728 {
729         free_hot_cold_page(page, 0);
730 }
731         
732 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
733 {
734         free_hot_cold_page(page, 1);
735 }
736
737 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
738 {
739         int i;
740
741         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
742         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
743                 clear_highpage(page + i);
744 }
745
746 /*
747  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
748  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
749  * or two.
750  */
751 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
752                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
753 {
754         unsigned long flags;
755         struct page *page;
756         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
757         int cpu;
758
759 again:
760         cpu  = get_cpu();
761         if (order == 0) {
762                 struct per_cpu_pages *pcp;
763
764                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
765                 local_irq_save(flags);
766                 if (!pcp->count) {
767                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
768                                                 pcp->batch, &pcp->list);
769                         if (unlikely(!pcp->count))
770                                 goto failed;
771                 }
772                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
773                 list_del(&page->lru);
774                 pcp->count--;
775         } else {
776                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
777                 page = __rmqueue(zone, order);
778                 spin_unlock(&zone->lock);
779                 if (!page)
780                         goto failed;
781         }
782
783         __mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
784         zone_statistics(zonelist, zone, cpu);
785         local_irq_restore(flags);
786         put_cpu();
787
788         BUG_ON(bad_range(zone, page));
789         if (prep_new_page(page, order))
790                 goto again;
791
792         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
793                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
794
795         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
796                 prep_compound_page(page, order);
797         return page;
798
799 failed:
800         local_irq_restore(flags);
801         put_cpu();
802         return NULL;
803 }
804
805 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
806 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
807 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
808 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
809 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
810 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
811 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
812
813 /*
814  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
815  * of the allocation.
816  */
817 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
818                       int classzone_idx, int alloc_flags)
819 {
820         /* free_pages my go negative - that's OK */
821         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
822         int o;
823
824         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
825                 min -= min / 2;
826         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
827                 min -= min / 4;
828
829         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
830                 return 0;
831         for (o = 0; o < order; o++) {
832                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
833                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
834
835                 /* Require fewer higher order pages to be free */
836                 min >>= 1;
837
838                 if (free_pages <= min)
839                         return 0;
840         }
841         return 1;
842 }
843
844 /*
845  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
846  * a page.
847  */
848 static struct page *
849 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
850                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
851 {
852         struct zone **z = zonelist->zones;
853         struct page *page = NULL;
854         int classzone_idx = zone_idx(*z);
855
856         /*
857          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
858          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
859          */
860         do {
861                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
862                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
863                         continue;
864
865                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
866                         unsigned long mark;
867                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
868                                 mark = (*z)->pages_min;
869                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
870                                 mark = (*z)->pages_low;
871                         else
872                                 mark = (*z)->pages_high;
873                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
874                                     classzone_idx, alloc_flags))
875                                 continue;
876                 }
877
878                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
879                 if (page) {
880                         break;
881                 }
882         } while (*(++z) != NULL);
883         return page;
884 }
885
886 /*
887  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
888  */
889 struct page * fastcall
890 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
891                 struct zonelist *zonelist)
892 {
893         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
894         struct zone **z;
895         struct page *page;
896         struct reclaim_state reclaim_state;
897         struct task_struct *p = current;
898         int do_retry;
899         int alloc_flags;
900         int did_some_progress;
901
902         might_sleep_if(wait);
903
904 restart:
905         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
906
907         if (unlikely(*z == NULL)) {
908                 /* Should this ever happen?? */
909                 return NULL;
910         }
911
912         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
913                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
914         if (page)
915                 goto got_pg;
916
917         do {
918                 wakeup_kswapd(*z, order);
919         } while (*(++z));
920
921         /*
922          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
923          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
924          * to how we want to proceed.
925          *
926          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
927          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
928          * policy.
929          */
930         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
931         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
932                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
933         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
934                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
935         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
936
937         /*
938          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
939          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
940          *
941          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
942          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
943          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
944          */
945         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
946         if (page)
947                 goto got_pg;
948
949         /* This allocation should allow future memory freeing. */
950
951         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
952                         && !in_interrupt()) {
953                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
954 nofail_alloc:
955                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
956                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
957                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
958                         if (page)
959                                 goto got_pg;
960                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
961                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
962                                 goto nofail_alloc;
963                         }
964                 }
965                 goto nopage;
966         }
967
968         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
969         if (!wait)
970                 goto nopage;
971
972 rebalance:
973         cond_resched();
974
975         /* We now go into synchronous reclaim */
976         p->flags |= PF_MEMALLOC;
977         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
978         p->reclaim_state = &reclaim_state;
979
980         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
981
982         p->reclaim_state = NULL;
983         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
984
985         cond_resched();
986
987         if (likely(did_some_progress)) {
988                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
989                                                 zonelist, alloc_flags);
990                 if (page)
991                         goto got_pg;
992         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
993                 /*
994                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
995                  * very high watermark here, this is only to catch
996                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
997                  * under heavy pressure.
998                  */
999                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1000                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1001                 if (page)
1002                         goto got_pg;
1003
1004                 out_of_memory(gfp_mask, order);
1005                 goto restart;
1006         }
1007
1008         /*
1009          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1010          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1011          *
1012          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1013          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1014          */
1015         do_retry = 0;
1016         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1017                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1018                         do_retry = 1;
1019                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1020                         do_retry = 1;
1021         }
1022         if (do_retry) {
1023                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1024                 goto rebalance;
1025         }
1026
1027 nopage:
1028         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1029                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1030                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1031                         p->comm, order, gfp_mask);
1032                 dump_stack();
1033                 show_mem();
1034         }
1035 got_pg:
1036         return page;
1037 }
1038
1039 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1040
1041 /*
1042  * Common helper functions.
1043  */
1044 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1045 {
1046         struct page * page;
1047         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1048         if (!page)
1049                 return 0;
1050         return (unsigned long) page_address(page);
1051 }
1052
1053 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1054
1055 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1056 {
1057         struct page * page;
1058
1059         /*
1060          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1061          * a highmem page
1062          */
1063         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1064
1065         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1066         if (page)
1067                 return (unsigned long) page_address(page);
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1072
1073 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1074 {
1075         int i = pagevec_count(pvec);
1076
1077         while (--i >= 0)
1078                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1079 }
1080
1081 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1082 {
1083         if (put_page_testzero(page)) {
1084                 if (order == 0)
1085                         free_hot_page(page);
1086                 else
1087                         __free_pages_ok(page, order);
1088         }
1089 }
1090
1091 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1092
1093 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1094 {
1095         if (addr != 0) {
1096                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1097                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1098         }
1099 }
1100
1101 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1102
1103 /*
1104  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1105  */
1106 unsigned int nr_free_pages(void)
1107 {
1108         unsigned int sum = 0;
1109         struct zone *zone;
1110
1111         for_each_zone(zone)
1112                 sum += zone->free_pages;
1113
1114         return sum;
1115 }
1116
1117 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1118
1119 #ifdef CONFIG_NUMA
1120 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1121 {
1122         unsigned int i, sum = 0;
1123
1124         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1125                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1126
1127         return sum;
1128 }
1129 #endif
1130
1131 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1132 {
1133         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1134         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1135         unsigned int sum = 0;
1136
1137         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1138         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1139         struct zone *zone;
1140
1141         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1142                 unsigned long size = zone->present_pages;
1143                 unsigned long high = zone->pages_high;
1144                 if (size > high)
1145                         sum += size - high;
1146         }
1147
1148         return sum;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1153  */
1154 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1155 {
1156         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1161  */
1162 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1163 {
1164         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1165 }
1166
1167 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1168 unsigned int nr_free_highpages (void)
1169 {
1170         pg_data_t *pgdat;
1171         unsigned int pages = 0;
1172
1173         for_each_pgdat(pgdat)
1174                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1175
1176         return pages;
1177 }
1178 #endif
1179
1180 #ifdef CONFIG_NUMA
1181 static void show_node(struct zone *zone)
1182 {
1183         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1184 }
1185 #else
1186 #define show_node(zone) do { } while (0)
1187 #endif
1188
1189 /*
1190  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1191  * The result is unavoidably approximate - it can change
1192  * during and after execution of this function.
1193  */
1194 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1195
1196 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1197 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1198 #ifdef CONFIG_SMP
1199 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1200 #endif
1201
1202 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1203 {
1204         int cpu = 0;
1205
1206         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1207         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1208
1209         cpu = first_cpu(*cpumask);
1210         while (cpu < NR_CPUS) {
1211                 unsigned long *in, *out, off;
1212
1213                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1214
1215                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1216
1217                 if (cpu < NR_CPUS)
1218                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1219
1220                 out = (unsigned long *)ret;
1221                 for (off = 0; off < nr; off++)
1222                         *out++ += *in++;
1223         }
1224 }
1225
1226 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1227 {
1228         int nr;
1229         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1230
1231         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1232         nr /= sizeof(unsigned long);
1233
1234         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1235 }
1236
1237 void get_page_state(struct page_state *ret)
1238 {
1239         int nr;
1240         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1241
1242         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1243         nr /= sizeof(unsigned long);
1244
1245         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1246 }
1247
1248 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1249 {
1250         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1251
1252         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1253 }
1254
1255 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1256 {
1257         unsigned long ret = 0;
1258         int cpu;
1259
1260         for_each_online_cpu(cpu) {
1261                 unsigned long in;
1262
1263                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1264                 ret += *((unsigned long *)in);
1265         }
1266         return ret;
1267 }
1268
1269 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1270 {
1271         void *ptr;
1272
1273         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1274         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1275 }
1276 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1277
1278 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1279 {
1280         unsigned long flags;
1281         void *ptr;
1282
1283         local_irq_save(flags);
1284         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1285         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1286         local_irq_restore(flags);
1287 }
1288 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1289
1290 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1291                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1292 {
1293         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1294         int i;
1295
1296         *active = 0;
1297         *inactive = 0;
1298         *free = 0;
1299         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1300                 *active += zones[i].nr_active;
1301                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1302                 *free += zones[i].free_pages;
1303         }
1304 }
1305
1306 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1307                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1308 {
1309         struct pglist_data *pgdat;
1310
1311         *active = 0;
1312         *inactive = 0;
1313         *free = 0;
1314         for_each_pgdat(pgdat) {
1315                 unsigned long l, m, n;
1316                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1317                 *active += l;
1318                 *inactive += m;
1319                 *free += n;
1320         }
1321 }
1322
1323 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1324 {
1325         val->totalram = totalram_pages;
1326         val->sharedram = 0;
1327         val->freeram = nr_free_pages();
1328         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1329 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1330         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1331         val->freehigh = nr_free_highpages();
1332 #else
1333         val->totalhigh = 0;
1334         val->freehigh = 0;
1335 #endif
1336         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1337 }
1338
1339 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1340
1341 #ifdef CONFIG_NUMA
1342 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1343 {
1344         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1345
1346         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1347         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1348         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1349         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1350         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1351 }
1352 #endif
1353
1354 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1355
1356 /*
1357  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1358  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1359  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1360  */
1361 void show_free_areas(void)
1362 {
1363         struct page_state ps;
1364         int cpu, temperature;
1365         unsigned long active;
1366         unsigned long inactive;
1367         unsigned long free;
1368         struct zone *zone;
1369
1370         for_each_zone(zone) {
1371                 show_node(zone);
1372                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1373
1374                 if (!populated_zone(zone)) {
1375                         printk(" empty\n");
1376                         continue;
1377                 } else
1378                         printk("\n");
1379
1380                 for_each_online_cpu(cpu) {
1381                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1382
1383                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1384
1385                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1386                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1387                                         cpu,
1388                                         temperature ? "cold" : "hot",
1389                                         pageset->pcp[temperature].high,
1390                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1391                                         pageset->pcp[temperature].count);
1392                 }
1393         }
1394
1395         get_page_state(&ps);
1396         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1397
1398         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1399                 K(nr_free_pages()),
1400                 K(nr_free_highpages()));
1401
1402         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1403                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1404                 active,
1405                 inactive,
1406                 ps.nr_dirty,
1407                 ps.nr_writeback,
1408                 ps.nr_unstable,
1409                 nr_free_pages(),
1410                 ps.nr_slab,
1411                 ps.nr_mapped,
1412                 ps.nr_page_table_pages);
1413
1414         for_each_zone(zone) {
1415                 int i;
1416
1417                 show_node(zone);
1418                 printk("%s"
1419                         " free:%lukB"
1420                         " min:%lukB"
1421                         " low:%lukB"
1422                         " high:%lukB"
1423                         " active:%lukB"
1424                         " inactive:%lukB"
1425                         " present:%lukB"
1426                         " pages_scanned:%lu"
1427                         " all_unreclaimable? %s"
1428                         "\n",
1429                         zone->name,
1430                         K(zone->free_pages),
1431                         K(zone->pages_min),
1432                         K(zone->pages_low),
1433                         K(zone->pages_high),
1434                         K(zone->nr_active),
1435                         K(zone->nr_inactive),
1436                         K(zone->present_pages),
1437                         zone->pages_scanned,
1438                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1439                         );
1440                 printk("lowmem_reserve[]:");
1441                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1442                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1443                 printk("\n");
1444         }
1445
1446         for_each_zone(zone) {
1447                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1448
1449                 show_node(zone);
1450                 printk("%s: ", zone->name);
1451                 if (!populated_zone(zone)) {
1452                         printk("empty\n");
1453                         continue;
1454                 }
1455
1456                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1457                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1458                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1459                         total += nr << order;
1460                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1461                 }
1462                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1463                 printk("= %lukB\n", K(total));
1464         }
1465
1466         show_swap_cache_info();
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Builds allocation fallback zone lists.
1471  *
1472  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1473  */
1474 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1475                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1476 {
1477         struct zone *zone;
1478
1479         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1480
1481         do {
1482                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1483                 if (populated_zone(zone)) {
1484 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1485                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1486 #endif
1487                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1488                         check_highest_zone(zone_type);
1489                 }
1490                 zone_type--;
1491
1492         } while (zone_type >= 0);
1493         return nr_zones;
1494 }
1495
1496 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1497 {
1498         int res = ZONE_NORMAL;
1499         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1500                 res = ZONE_HIGHMEM;
1501         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1502                 res = ZONE_DMA32;
1503         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1504                 res = ZONE_DMA;
1505         return res;
1506 }
1507
1508 #ifdef CONFIG_NUMA
1509 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1510 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1511 /**
1512  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1513  * @node: node whose fallback list we're appending
1514  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1515  *
1516  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1517  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1518  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1519  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1520  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1521  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1522  * on them otherwise.
1523  * It returns -1 if no node is found.
1524  */
1525 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1526 {
1527         int i, n, val;
1528         int min_val = INT_MAX;
1529         int best_node = -1;
1530
1531         for_each_online_node(i) {
1532                 cpumask_t tmp;
1533
1534                 /* Start from local node */
1535                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1536
1537                 /* Don't want a node to appear more than once */
1538                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1539                         continue;
1540
1541                 /* Use the local node if we haven't already */
1542                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1543                         best_node = node;
1544                         break;
1545                 }
1546
1547                 /* Use the distance array to find the distance */
1548                 val = node_distance(node, n);
1549
1550                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1551                 tmp = node_to_cpumask(n);
1552                 if (!cpus_empty(tmp))
1553                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1554
1555                 /* Slight preference for less loaded node */
1556                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1557                 val += node_load[n];
1558
1559                 if (val < min_val) {
1560                         min_val = val;
1561                         best_node = n;
1562                 }
1563         }
1564
1565         if (best_node >= 0)
1566                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1567
1568         return best_node;
1569 }
1570
1571 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1572 {
1573         int i, j, k, node, local_node;
1574         int prev_node, load;
1575         struct zonelist *zonelist;
1576         nodemask_t used_mask;
1577
1578         /* initialize zonelists */
1579         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1580                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1581                 zonelist->zones[0] = NULL;
1582         }
1583
1584         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1585         local_node = pgdat->node_id;
1586         load = num_online_nodes();
1587         prev_node = local_node;
1588         nodes_clear(used_mask);
1589         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1590                 /*
1591                  * We don't want to pressure a particular node.
1592                  * So adding penalty to the first node in same
1593                  * distance group to make it round-robin.
1594                  */
1595                 if (node_distance(local_node, node) !=
1596                                 node_distance(local_node, prev_node))
1597                         node_load[node] += load;
1598                 prev_node = node;
1599                 load--;
1600                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1601                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1602                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1603
1604                         k = highest_zone(i);
1605
1606                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1607                         zonelist->zones[j] = NULL;
1608                 }
1609         }
1610 }
1611
1612 #else   /* CONFIG_NUMA */
1613
1614 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1615 {
1616         int i, j, k, node, local_node;
1617
1618         local_node = pgdat->node_id;
1619         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1620                 struct zonelist *zonelist;
1621
1622                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1623
1624                 j = 0;
1625                 k = highest_zone(i);
1626                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1627                 /*
1628                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1629                  * of all the other nodes.
1630                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1631                  * building the zones for node N, we make sure that the
1632                  * zones coming right after the local ones are those from
1633                  * node N+1 (modulo N)
1634                  */
1635                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1636                         if (!node_online(node))
1637                                 continue;
1638                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1639                 }
1640                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1641                         if (!node_online(node))
1642                                 continue;
1643                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1644                 }
1645
1646                 zonelist->zones[j] = NULL;
1647         }
1648 }
1649
1650 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1651
1652 void __init build_all_zonelists(void)
1653 {
1654         int i;
1655
1656         for_each_online_node(i)
1657                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1658         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1659         cpuset_init_current_mems_allowed();
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1664  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1665  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1666  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1667  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1668  * conservative, even though it seems large.
1669  *
1670  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1671  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1672  */
1673 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1674
1675 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1676 {
1677         unsigned long size = 1;
1678
1679         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1680
1681         while (size < pages)
1682                 size <<= 1;
1683
1684         /*
1685          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1686          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1687          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1688          */
1689         size = min(size, 4096UL);
1690
1691         return max(size, 4UL);
1692 }
1693
1694 /*
1695  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1696  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1697  * hash function before the remainder is taken.
1698  */
1699 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1700 {
1701         return ffz(~size);
1702 }
1703
1704 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1705
1706 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1707                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1708 {
1709         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1710         int i;
1711
1712         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1713                 totalpages += zones_size[i];
1714         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1715
1716         realtotalpages = totalpages;
1717         if (zholes_size)
1718                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1719                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1720         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1721         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1722 }
1723
1724
1725 /*
1726  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1727  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1728  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1729  */
1730 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1731                 unsigned long start_pfn)
1732 {
1733         struct page *page;
1734         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1735         unsigned long pfn;
1736
1737         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1738                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1739                         continue;
1740                 page = pfn_to_page(pfn);
1741                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1742                 set_page_count(page, 1);
1743                 reset_page_mapcount(page);
1744                 SetPageReserved(page);
1745                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1746 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1747                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1748                 if (!is_highmem_idx(zone))
1749                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1750 #endif
1751         }
1752 }
1753
1754 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1755                                 unsigned long size)
1756 {
1757         int order;
1758         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1759                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1760                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1761         }
1762 }
1763
1764 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1765 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1766                 unsigned long size)
1767 {
1768         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1769         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1770
1771         if (FLAGS_HAS_NODE)
1772                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1773         else
1774                 for (; snum <= end; snum++)
1775                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1776 }
1777
1778 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1779 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1780         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1781 #endif
1782
1783 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1784 {
1785         int batch;
1786
1787         /*
1788          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1789          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1790          *
1791          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1792          */
1793         batch = zone->present_pages / 1024;
1794         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1795                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1796         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1797         if (batch < 1)
1798                 batch = 1;
1799
1800         /*
1801          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1802          * of 2 value was found to be more likely to have
1803          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1804          *
1805          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1806          * batches of pages, one task can end up with a lot
1807          * of pages of one half of the possible page colors
1808          * and the other with pages of the other colors.
1809          */
1810         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1811
1812         return batch;
1813 }
1814
1815 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1816 {
1817         struct per_cpu_pages *pcp;
1818
1819         memset(p, 0, sizeof(*p));
1820
1821         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1822         pcp->count = 0;
1823         pcp->high = 6 * batch;
1824         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1825         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1826
1827         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1828         pcp->count = 0;
1829         pcp->high = 2 * batch;
1830         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1831         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1832 }
1833
1834 #ifdef CONFIG_NUMA
1835 /*
1836  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1837  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1838  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1839  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1840  * with interrupts disabled.
1841  *
1842  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1843  *
1844  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1845  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1846  * hotplugged processors.
1847  *
1848  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1849  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1850  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1851  */
1852 static struct per_cpu_pageset
1853         boot_pageset[NR_CPUS];
1854
1855 /*
1856  * Dynamically allocate memory for the
1857  * per cpu pageset array in struct zone.
1858  */
1859 static int __devinit process_zones(int cpu)
1860 {
1861         struct zone *zone, *dzone;
1862
1863         for_each_zone(zone) {
1864
1865                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1866                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1867                 if (!zone->pageset[cpu])
1868                         goto bad;
1869
1870                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1871         }
1872
1873         return 0;
1874 bad:
1875         for_each_zone(dzone) {
1876                 if (dzone == zone)
1877                         break;
1878                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1879                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1880         }
1881         return -ENOMEM;
1882 }
1883
1884 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1885 {
1886         struct zone *zone;
1887
1888         for_each_zone(zone) {
1889                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1890
1891                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1892                 kfree(pset);
1893         }
1894 }
1895
1896 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1897                 unsigned long action,
1898                 void *hcpu)
1899 {
1900         int cpu = (long)hcpu;
1901         int ret = NOTIFY_OK;
1902
1903         switch (action) {
1904                 case CPU_UP_PREPARE:
1905                         if (process_zones(cpu))
1906                                 ret = NOTIFY_BAD;
1907                         break;
1908                 case CPU_UP_CANCELED:
1909                 case CPU_DEAD:
1910                         free_zone_pagesets(cpu);
1911                         break;
1912                 default:
1913                         break;
1914         }
1915         return ret;
1916 }
1917
1918 static struct notifier_block pageset_notifier =
1919         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1920
1921 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1922 {
1923         int err;
1924
1925         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1926          * A cpuup callback will do this for every cpu
1927          * as it comes online
1928          */
1929         err = process_zones(smp_processor_id());
1930         BUG_ON(err);
1931         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1932 }
1933
1934 #endif
1935
1936 static __devinit
1937 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1938 {
1939         int i;
1940         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1941
1942         /*
1943          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1944          * per zone.
1945          */
1946         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1947         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1948         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1949                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1950                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1951
1952         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1953                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1954 }
1955
1956 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1957 {
1958         int cpu;
1959         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1960
1961         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1962 #ifdef CONFIG_NUMA
1963                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1964                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1965                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1966 #else
1967                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1968 #endif
1969         }
1970         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1971                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1972 }
1973
1974 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1975                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1976 {
1977         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1978
1979         zone_wait_table_init(zone, size);
1980         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1981
1982         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1983         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1984
1985         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1986
1987         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Set up the zone data structures:
1992  *   - mark all pages reserved
1993  *   - mark all memory queues empty
1994  *   - clear the memory bitmaps
1995  */
1996 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1997                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1998 {
1999         unsigned long j;
2000         int nid = pgdat->node_id;
2001         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2002
2003         pgdat_resize_init(pgdat);
2004         pgdat->nr_zones = 0;
2005         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2006         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2007         
2008         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2009                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2010                 unsigned long size, realsize;
2011
2012                 realsize = size = zones_size[j];
2013                 if (zholes_size)
2014                         realsize -= zholes_size[j];
2015
2016                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2017                         nr_kernel_pages += realsize;
2018                 nr_all_pages += realsize;
2019
2020                 zone->spanned_pages = size;
2021                 zone->present_pages = realsize;
2022                 zone->name = zone_names[j];
2023                 spin_lock_init(&zone->lock);
2024                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2025                 zone_seqlock_init(zone);
2026                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2027                 zone->free_pages = 0;
2028
2029                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2030
2031                 zone_pcp_init(zone);
2032                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2033                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2034                 zone->nr_scan_active = 0;
2035                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2036                 zone->nr_active = 0;
2037                 zone->nr_inactive = 0;
2038                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2039                 if (!size)
2040                         continue;
2041
2042                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2043                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2044                 zone_start_pfn += size;
2045         }
2046 }
2047
2048 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2049 {
2050         /* Skip empty nodes */
2051         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2052                 return;
2053
2054 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2055         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2056         if (!pgdat->node_mem_map) {
2057                 unsigned long size;
2058                 struct page *map;
2059
2060                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2061                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2062                 if (!map)
2063                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2064                 pgdat->node_mem_map = map;
2065         }
2066 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2067         /*
2068          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2069          */
2070         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2071                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2072 #endif
2073 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2074 }
2075
2076 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2077                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2078                 unsigned long *zholes_size)
2079 {
2080         pgdat->node_id = nid;
2081         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2082         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2083
2084         alloc_node_mem_map(pgdat);
2085
2086         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2087 }
2088
2089 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2090 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2091 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2092
2093 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2094 #endif
2095
2096 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2097 {
2098         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2099                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2100 }
2101
2102 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2103
2104 #include <linux/seq_file.h>
2105
2106 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2107 {
2108         pg_data_t *pgdat;
2109         loff_t node = *pos;
2110
2111         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2112                 --node;
2113
2114         return pgdat;
2115 }
2116
2117 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2118 {
2119         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2120
2121         (*pos)++;
2122         return pgdat->pgdat_next;
2123 }
2124
2125 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2126 {
2127 }
2128
2129 /* 
2130  * This walks the free areas for each zone.
2131  */
2132 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2133 {
2134         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2135         struct zone *zone;
2136         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2137         unsigned long flags;
2138         int order;
2139
2140         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2141                 if (!populated_zone(zone))
2142                         continue;
2143
2144                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2145                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2146                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2147                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2148                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2149                 seq_putc(m, '\n');
2150         }
2151         return 0;
2152 }
2153
2154 struct seq_operations fragmentation_op = {
2155         .start  = frag_start,
2156         .next   = frag_next,
2157         .stop   = frag_stop,
2158         .show   = frag_show,
2159 };
2160
2161 /*
2162  * Output information about zones in @pgdat.
2163  */
2164 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2165 {
2166         pg_data_t *pgdat = arg;
2167         struct zone *zone;
2168         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2169         unsigned long flags;
2170
2171         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2172                 int i;
2173
2174                 if (!populated_zone(zone))
2175                         continue;
2176
2177                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2178                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2179                 seq_printf(m,
2180                            "\n  pages free     %lu"
2181                            "\n        min      %lu"
2182                            "\n        low      %lu"
2183                            "\n        high     %lu"
2184                            "\n        active   %lu"
2185                            "\n        inactive %lu"
2186                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2187                            "\n        spanned  %lu"
2188                            "\n        present  %lu",
2189                            zone->free_pages,
2190                            zone->pages_min,
2191                            zone->pages_low,
2192                            zone->pages_high,
2193                            zone->nr_active,
2194                            zone->nr_inactive,
2195                            zone->pages_scanned,
2196                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2197                            zone->spanned_pages,
2198                            zone->present_pages);
2199                 seq_printf(m,
2200                            "\n        protection: (%lu",
2201                            zone->lowmem_reserve[0]);
2202                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2203                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2204                 seq_printf(m,
2205                            ")"
2206                            "\n  pagesets");
2207                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2208                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2209                         int j;
2210
2211                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2212                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2213                                 if (pageset->pcp[j].count)
2214                                         break;
2215                         }
2216                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2217                                 continue;
2218                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2219                                 seq_printf(m,
2220                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2221                                            "\n              count: %i"
2222                                            "\n              high:  %i"
2223                                            "\n              batch: %i",
2224                                            i, j,
2225                                            pageset->pcp[j].count,
2226                                            pageset->pcp[j].high,
2227                                            pageset->pcp[j].batch);
2228                         }
2229 #ifdef CONFIG_NUMA
2230                         seq_printf(m,
2231                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2232                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2233                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2234                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2235                                    "\n            local_node:     %lu"
2236                                    "\n            other_node:     %lu",
2237                                    pageset->numa_hit,
2238                                    pageset->numa_miss,
2239                                    pageset->numa_foreign,
2240                                    pageset->interleave_hit,
2241                                    pageset->local_node,
2242                                    pageset->other_node);
2243 #endif
2244                 }
2245                 seq_printf(m,
2246                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2247                            "\n  prev_priority:     %i"
2248                            "\n  temp_priority:     %i"
2249                            "\n  start_pfn:         %lu",
2250                            zone->all_unreclaimable,
2251                            zone->prev_priority,
2252                            zone->temp_priority,
2253                            zone->zone_start_pfn);
2254                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2255                 seq_putc(m, '\n');
2256         }
2257         return 0;
2258 }
2259
2260 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2261         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2262                                * fragmentation. */
2263         .next   = frag_next,
2264         .stop   = frag_stop,
2265         .show   = zoneinfo_show,
2266 };
2267
2268 static char *vmstat_text[] = {
2269         "nr_dirty",
2270         "nr_writeback",
2271         "nr_unstable",
2272         "nr_page_table_pages",
2273         "nr_mapped",
2274         "nr_slab",
2275
2276         "pgpgin",
2277         "pgpgout",
2278         "pswpin",
2279         "pswpout",
2280
2281         "pgalloc_high",
2282         "pgalloc_normal",
2283         "pgalloc_dma32",
2284         "pgalloc_dma",
2285
2286         "pgfree",
2287         "pgactivate",
2288         "pgdeactivate",
2289
2290         "pgfault",
2291         "pgmajfault",
2292
2293         "pgrefill_high",
2294         "pgrefill_normal",
2295         "pgrefill_dma32",
2296         "pgrefill_dma",
2297
2298         "pgsteal_high",
2299         "pgsteal_normal",
2300         "pgsteal_dma32",
2301         "pgsteal_dma",
2302
2303         "pgscan_kswapd_high",
2304         "pgscan_kswapd_normal",
2305         "pgscan_kswapd_dma32",
2306         "pgscan_kswapd_dma",
2307
2308         "pgscan_direct_high",
2309         "pgscan_direct_normal",
2310         "pgscan_direct_dma32",
2311         "pgscan_direct_dma",
2312
2313         "pginodesteal",
2314         "slabs_scanned",
2315         "kswapd_steal",
2316         "kswapd_inodesteal",
2317         "pageoutrun",
2318         "allocstall",
2319
2320         "pgrotated",
2321         "nr_bounce",
2322 };
2323
2324 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2325 {
2326         struct page_state *ps;
2327
2328         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2329                 return NULL;
2330
2331         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2332         m->private = ps;
2333         if (!ps)
2334                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2335         get_full_page_state(ps);
2336         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2337         ps->pgpgout /= 2;
2338         return (unsigned long *)ps + *pos;
2339 }
2340
2341 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2342 {
2343         (*pos)++;
2344         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2345                 return NULL;
2346         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2347 }
2348
2349 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2350 {
2351         unsigned long *l = arg;
2352         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2353
2354         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2355         return 0;
2356 }
2357
2358 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2359 {
2360         kfree(m->private);
2361         m->private = NULL;
2362 }
2363
2364 struct seq_operations vmstat_op = {
2365         .start  = vmstat_start,
2366         .next   = vmstat_next,
2367         .stop   = vmstat_stop,
2368         .show   = vmstat_show,
2369 };
2370
2371 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2372
2373 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2374 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2375                                  unsigned long action, void *hcpu)
2376 {
2377         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2378         long *count;
2379         unsigned long *src, *dest;
2380
2381         if (action == CPU_DEAD) {
2382                 int i;
2383
2384                 /* Drain local pagecache count. */
2385                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2386                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2387                 *count = 0;
2388                 local_irq_disable();
2389                 __drain_pages(cpu);
2390
2391                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2392                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2393                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2394
2395                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2396                                 i++) {
2397                         dest[i] += src[i];
2398                         src[i] = 0;
2399                 }
2400
2401                 local_irq_enable();
2402         }
2403         return NOTIFY_OK;
2404 }
2405 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2406
2407 void __init page_alloc_init(void)
2408 {
2409         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2410 }
2411
2412 /*
2413  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2414  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2415  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2416  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2417  */
2418 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2419 {
2420         struct pglist_data *pgdat;
2421         int j, idx;
2422
2423         for_each_pgdat(pgdat) {
2424                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2425                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2426                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2427
2428                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2429
2430                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2431                                 struct zone *lower_zone;
2432
2433                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2434                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2435
2436                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2437                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2438                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2439                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2440                         }
2441                 }
2442         }
2443 }
2444
2445 /*
2446  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2447  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2448  *      with respect to min_free_kbytes.
2449  */
2450 void setup_per_zone_pages_min(void)
2451 {
2452         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2453         unsigned long lowmem_pages = 0;
2454         struct zone *zone;
2455         unsigned long flags;
2456
2457         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2458         for_each_zone(zone) {
2459                 if (!is_highmem(zone))
2460                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2461         }
2462
2463         for_each_zone(zone) {
2464                 unsigned long tmp;
2465                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2466                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2467                 if (is_highmem(zone)) {
2468                         /*
2469                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2470                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2471                          * value here.
2472                          *
2473                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2474                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2475                          * not be capped for highmem.
2476                          */
2477                         int min_pages;
2478
2479                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2480                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2481                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2482                         if (min_pages > 128)
2483                                 min_pages = 128;
2484                         zone->pages_min = min_pages;
2485                 } else {
2486                         /*
2487                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2488                          * proportionate to the zone's size.
2489                          */
2490                         zone->pages_min = tmp;
2491                 }
2492
2493                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2494                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2495                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2496         }
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Initialise min_free_kbytes.
2501  *
2502  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2503  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2504  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2505  *
2506  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2507  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2508  *
2509  * which yields
2510  *
2511  * 16MB:        512k
2512  * 32MB:        724k
2513  * 64MB:        1024k
2514  * 128MB:       1448k
2515  * 256MB:       2048k
2516  * 512MB:       2896k
2517  * 1024MB:      4096k
2518  * 2048MB:      5792k
2519  * 4096MB:      8192k
2520  * 8192MB:      11584k
2521  * 16384MB:     16384k
2522  */
2523 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2524 {
2525         unsigned long lowmem_kbytes;
2526
2527         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2528
2529         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2530         if (min_free_kbytes < 128)
2531                 min_free_kbytes = 128;
2532         if (min_free_kbytes > 65536)
2533                 min_free_kbytes = 65536;
2534         setup_per_zone_pages_min();
2535         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2536         return 0;
2537 }
2538 module_init(init_per_zone_pages_min)
2539
2540 /*
2541  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2542  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2543  *      changes.
2544  */
2545 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2546         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2547 {
2548         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2549         setup_per_zone_pages_min();
2550         return 0;
2551 }
2552
2553 /*
2554  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2555  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2556  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2557  *
2558  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2559  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2560  * if in function of the boot time zone sizes.
2561  */
2562 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2563         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2564 {
2565         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2566         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2567         return 0;
2568 }
2569
2570 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2571
2572 #ifdef CONFIG_NUMA
2573 static int __init set_hashdist(char *str)
2574 {
2575         if (!str)
2576                 return 0;
2577         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2578         return 1;
2579 }
2580 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2581 #endif
2582
2583 /*
2584  * allocate a large system hash table from bootmem
2585  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2586  *   quantity of entries
2587  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2588  */
2589 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2590                                      unsigned long bucketsize,
2591                                      unsigned long numentries,
2592                                      int scale,
2593                                      int flags,
2594                                      unsigned int *_hash_shift,
2595                                      unsigned int *_hash_mask,
2596                                      unsigned long limit)
2597 {
2598         unsigned long long max = limit;
2599         unsigned long log2qty, size;
2600         void *table = NULL;
2601
2602         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2603         if (!numentries) {
2604                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2605                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2606                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2607                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2608                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2609
2610                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2611                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2612                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2613                 else
2614                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2615         }
2616         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2617         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2618
2619         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2620         if (max == 0) {
2621                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2622                 do_div(max, bucketsize);
2623         }
2624
2625         if (numentries > max)
2626                 numentries = max;
2627
2628         log2qty = long_log2(numentries);
2629
2630         do {
2631                 size = bucketsize << log2qty;
2632                 if (flags & HASH_EARLY)
2633                         table = alloc_bootmem(size);
2634                 else if (hashdist)
2635                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2636                 else {
2637                         unsigned long order;
2638                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2639                                 ;
2640                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2641                 }
2642         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2643
2644         if (!table)
2645                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2646
2647         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2648                tablename,
2649                (1U << log2qty),
2650                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2651                size);
2652
2653         if (_hash_shift)
2654                 *_hash_shift = log2qty;
2655         if (_hash_mask)
2656                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2657
2658         return table;
2659 }