[PATCH] fix/simplify mutex debugging code
[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 int percpu_pagelist_fraction;
57
58 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold);
59
60 /*
61  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
62  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
63  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
64  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
65  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
66  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
67  *
68  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
69  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
70  */
71 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
72
73 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
74
75 /*
76  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
77  * id is encoded in the upper bits of page->flags
78  */
79 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
80 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
81
82 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
83 int min_free_kbytes = 1024;
84
85 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
86 unsigned long __initdata nr_all_pages;
87
88 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
89 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
90 {
91         int ret = 0;
92         unsigned seq;
93         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
94
95         do {
96                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
97                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
98                         ret = 1;
99                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
100                         ret = 1;
101         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
102
103         return ret;
104 }
105
106 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
107 {
108 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
109         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
110                 return 0;
111 #endif
112         if (zone != page_zone(page))
113                 return 0;
114
115         return 1;
116 }
117 /*
118  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
119  */
120 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
121 {
122         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
123                 return 1;
124         if (!page_is_consistent(zone, page))
125                 return 1;
126
127         return 0;
128 }
129
130 #else
131 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
132 {
133         return 0;
134 }
135 #endif
136
137 static void bad_page(struct page *page)
138 {
139         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
140                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
141                 "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
142                 "Backtrace:\n",
143                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
144                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
145                 page_mapcount(page), page_count(page));
146         dump_stack();
147         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
148                         1 << PG_private |
149                         1 << PG_locked  |
150                         1 << PG_active  |
151                         1 << PG_dirty   |
152                         1 << PG_reclaim |
153                         1 << PG_slab    |
154                         1 << PG_swapcache |
155                         1 << PG_writeback );
156         set_page_count(page, 0);
157         reset_page_mapcount(page);
158         page->mapping = NULL;
159         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
160 }
161
162 /*
163  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
164  *
165  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
166  *
167  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
168  *
169  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
170  * the head page (even the head page has this).
171  *
172  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
173  * compound page's put_page() function.
174  *
175  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
176  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
177  * may not be compound.
178  */
179 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
180 {
181         int i;
182         int nr_pages = 1 << order;
183
184         page[1].mapping = NULL;
185         page[1].index = order;
186         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
187                 struct page *p = page + i;
188
189                 SetPageCompound(p);
190                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
191         }
192 }
193
194 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
195 {
196         int i;
197         int nr_pages = 1 << order;
198
199         if (unlikely(page[1].index != order))
200                 bad_page(page);
201
202         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
203                 struct page *p = page + i;
204
205                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
206                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
207                         bad_page(page);
208                 ClearPageCompound(p);
209         }
210 }
211
212 /*
213  * function for dealing with page's order in buddy system.
214  * zone->lock is already acquired when we use these.
215  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
216  */
217 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
218         return page_private(page);
219 }
220
221 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
222         set_page_private(page, order);
223         __SetPagePrivate(page);
224 }
225
226 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
227 {
228         __ClearPagePrivate(page);
229         set_page_private(page, 0);
230 }
231
232 /*
233  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
234  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
235  *
236  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
237  * the following equation:
238  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
239  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
240  * 1 buddy is #10:
241  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
242  *
243  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
244  * satisfies the following equation:
245  *     P = B & ~(1 << O)
246  *
247  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
248  */
249 static inline struct page *
250 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
251 {
252         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
253
254         return page + (buddy_idx - page_idx);
255 }
256
257 static inline unsigned long
258 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
259 {
260         return (page_idx & ~(1 << order));
261 }
262
263 /*
264  * This function checks whether a page is free && is the buddy
265  * we can do coalesce a page and its buddy if
266  * (a) the buddy is not in a hole &&
267  * (b) the buddy is free &&
268  * (c) the buddy is on the buddy system &&
269  * (d) a page and its buddy have the same order.
270  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
271  *
272  */
273 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
274 {
275 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
276         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
277                 return 0;
278 #endif
279
280        if (PagePrivate(page)           &&
281            (page_order(page) == order) &&
282             page_count(page) == 0)
283                return 1;
284        return 0;
285 }
286
287 /*
288  * Freeing function for a buddy system allocator.
289  *
290  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
291  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
292  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
293  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
294  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
295  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
296  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
297  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
298  * parts of the VM system.
299  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
300  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
301  * order is recorded in page_private(page) field.
302  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
303  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
304  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
305  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
306  * triggers coalescing into a block of larger size.            
307  *
308  * -- wli
309  */
310
311 static inline void __free_one_page(struct page *page,
312                 struct zone *zone, unsigned int order)
313 {
314         unsigned long page_idx;
315         int order_size = 1 << order;
316
317         if (unlikely(PageCompound(page)))
318                 destroy_compound_page(page, order);
319
320         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
321
322         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
323         BUG_ON(bad_range(zone, page));
324
325         zone->free_pages += order_size;
326         while (order < MAX_ORDER-1) {
327                 unsigned long combined_idx;
328                 struct free_area *area;
329                 struct page *buddy;
330
331                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
332                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
333                         break;          /* Move the buddy up one level. */
334
335                 list_del(&buddy->lru);
336                 area = zone->free_area + order;
337                 area->nr_free--;
338                 rmv_page_order(buddy);
339                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
340                 page = page + (combined_idx - page_idx);
341                 page_idx = combined_idx;
342                 order++;
343         }
344         set_page_order(page, order);
345         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
346         zone->free_area[order].nr_free++;
347 }
348
349 static inline int free_pages_check(struct page *page)
350 {
351         if (unlikely(page_mapcount(page) |
352                 (page->mapping != NULL)  |
353                 (page_count(page) != 0)  |
354                 (page->flags & (
355                         1 << PG_lru     |
356                         1 << PG_private |
357                         1 << PG_locked  |
358                         1 << PG_active  |
359                         1 << PG_reclaim |
360                         1 << PG_slab    |
361                         1 << PG_swapcache |
362                         1 << PG_writeback |
363                         1 << PG_reserved ))))
364                 bad_page(page);
365         if (PageDirty(page))
366                 __ClearPageDirty(page);
367         /*
368          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
369          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
370          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
371          */
372         return PageReserved(page);
373 }
374
375 /*
376  * Frees a list of pages. 
377  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
378  * count is the number of pages to free.
379  *
380  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
381  * see if this freeing clears that state.
382  *
383  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
384  * pinned" detection logic.
385  */
386 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
387                                         struct list_head *list, int order)
388 {
389         spin_lock(&zone->lock);
390         zone->all_unreclaimable = 0;
391         zone->pages_scanned = 0;
392         while (count--) {
393                 struct page *page;
394
395                 BUG_ON(list_empty(list));
396                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
397                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
398                 list_del(&page->lru);
399                 __free_one_page(page, zone, order);
400         }
401         spin_unlock(&zone->lock);
402 }
403
404 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
405 {
406         LIST_HEAD(list);
407         list_add(&page->lru, &list);
408         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
409 }
410
411 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
412 {
413         unsigned long flags;
414         int i;
415         int reserved = 0;
416
417         arch_free_page(page, order);
418         if (!PageHighMem(page))
419                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
420                                                  PAGE_SIZE<<order);
421
422 #ifndef CONFIG_MMU
423         for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
424                 __put_page(page + i);
425 #endif
426
427         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
428                 reserved += free_pages_check(page + i);
429         if (reserved)
430                 return;
431
432         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
433         local_irq_save(flags);
434         __mod_page_state(pgfree, 1 << order);
435         free_one_page(page_zone(page), page, order);
436         local_irq_restore(flags);
437 }
438
439 /*
440  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
441  */
442 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
443 {
444         if (order == 0) {
445                 __ClearPageReserved(page);
446                 set_page_count(page, 0);
447
448                 free_hot_cold_page(page, 0);
449         } else {
450                 LIST_HEAD(list);
451                 int loop;
452
453                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
454                         struct page *p = &page[loop];
455
456                         if (loop + 16 < BITS_PER_LONG)
457                                 prefetchw(p + 16);
458                         __ClearPageReserved(p);
459                         set_page_count(p, 0);
460                 }
461
462                 arch_free_page(page, order);
463
464                 mod_page_state(pgfree, 1 << order);
465
466                 list_add(&page->lru, &list);
467                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
468                 free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
469         }
470 }
471
472
473 /*
474  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
475  * Please do not alter this order without good reasons and regression
476  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
477  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
478  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
479  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
480  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
481  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
482  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
483  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
484  *
485  * -- wli
486  */
487 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
488         int low, int high, struct free_area *area)
489 {
490         unsigned long size = 1 << high;
491
492         while (high > low) {
493                 area--;
494                 high--;
495                 size >>= 1;
496                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
497                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
498                 area->nr_free++;
499                 set_page_order(&page[size], high);
500         }
501 }
502
503 /*
504  * This page is about to be returned from the page allocator
505  */
506 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
507 {
508         if (unlikely(page_mapcount(page) |
509                 (page->mapping != NULL)  |
510                 (page_count(page) != 0)  |
511                 (page->flags & (
512                         1 << PG_lru     |
513                         1 << PG_private |
514                         1 << PG_locked  |
515                         1 << PG_active  |
516                         1 << PG_dirty   |
517                         1 << PG_reclaim |
518                         1 << PG_slab    |
519                         1 << PG_swapcache |
520                         1 << PG_writeback |
521                         1 << PG_reserved ))))
522                 bad_page(page);
523
524         /*
525          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
526          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
527          */
528         if (PageReserved(page))
529                 return 1;
530
531         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
532                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
533                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
534         set_page_private(page, 0);
535         set_page_refs(page, order);
536         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
537         return 0;
538 }
539
540 /* 
541  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
542  * Call me with the zone->lock already held.
543  */
544 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
545 {
546         struct free_area * area;
547         unsigned int current_order;
548         struct page *page;
549
550         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
551                 area = zone->free_area + current_order;
552                 if (list_empty(&area->free_list))
553                         continue;
554
555                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
556                 list_del(&page->lru);
557                 rmv_page_order(page);
558                 area->nr_free--;
559                 zone->free_pages -= 1UL << order;
560                 expand(zone, page, order, current_order, area);
561                 return page;
562         }
563
564         return NULL;
565 }
566
567 /* 
568  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
569  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
570  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
571  */
572 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
573                         unsigned long count, struct list_head *list)
574 {
575         int i;
576         
577         spin_lock(&zone->lock);
578         for (i = 0; i < count; ++i) {
579                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
580                 if (unlikely(page == NULL))
581                         break;
582                 list_add_tail(&page->lru, list);
583         }
584         spin_unlock(&zone->lock);
585         return i;
586 }
587
588 #ifdef CONFIG_NUMA
589 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
590 void drain_remote_pages(void)
591 {
592         struct zone *zone;
593         int i;
594         unsigned long flags;
595
596         local_irq_save(flags);
597         for_each_zone(zone) {
598                 struct per_cpu_pageset *pset;
599
600                 /* Do not drain local pagesets */
601                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
602                         continue;
603
604                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
605                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
606                         struct per_cpu_pages *pcp;
607
608                         pcp = &pset->pcp[i];
609                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
610                         pcp->count = 0;
611                 }
612         }
613         local_irq_restore(flags);
614 }
615 #endif
616
617 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
618 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
619 {
620         unsigned long flags;
621         struct zone *zone;
622         int i;
623
624         for_each_zone(zone) {
625                 struct per_cpu_pageset *pset;
626
627                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
628                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
629                         struct per_cpu_pages *pcp;
630
631                         pcp = &pset->pcp[i];
632                         local_irq_save(flags);
633                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
634                         pcp->count = 0;
635                         local_irq_restore(flags);
636                 }
637         }
638 }
639 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
640
641 #ifdef CONFIG_PM
642
643 void mark_free_pages(struct zone *zone)
644 {
645         unsigned long zone_pfn, flags;
646         int order;
647         struct list_head *curr;
648
649         if (!zone->spanned_pages)
650                 return;
651
652         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
653         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
654                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
655
656         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
657                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
658                         unsigned long start_pfn, i;
659
660                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
661
662                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
663                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
664         }
665         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
666 }
667
668 /*
669  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
670  */
671 void drain_local_pages(void)
672 {
673         unsigned long flags;
674
675         local_irq_save(flags);  
676         __drain_pages(smp_processor_id());
677         local_irq_restore(flags);       
678 }
679 #endif /* CONFIG_PM */
680
681 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z, int cpu)
682 {
683 #ifdef CONFIG_NUMA
684         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
685         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
686         struct per_cpu_pageset *p;
687
688         p = zone_pcp(z, cpu);
689         if (pg == orig) {
690                 p->numa_hit++;
691         } else {
692                 p->numa_miss++;
693                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
694         }
695         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
696                 p->local_node++;
697         else
698                 p->other_node++;
699 #endif
700 }
701
702 /*
703  * Free a 0-order page
704  */
705 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
706 {
707         struct zone *zone = page_zone(page);
708         struct per_cpu_pages *pcp;
709         unsigned long flags;
710
711         arch_free_page(page, 0);
712
713         if (PageAnon(page))
714                 page->mapping = NULL;
715         if (free_pages_check(page))
716                 return;
717
718         kernel_map_pages(page, 1, 0);
719
720         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
721         local_irq_save(flags);
722         __inc_page_state(pgfree);
723         list_add(&page->lru, &pcp->list);
724         pcp->count++;
725         if (pcp->count >= pcp->high) {
726                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
727                 pcp->count -= pcp->batch;
728         }
729         local_irq_restore(flags);
730         put_cpu();
731 }
732
733 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
734 {
735         free_hot_cold_page(page, 0);
736 }
737         
738 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
739 {
740         free_hot_cold_page(page, 1);
741 }
742
743 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
744 {
745         int i;
746
747         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
748         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
749                 clear_highpage(page + i);
750 }
751
752 /*
753  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
754  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
755  * or two.
756  */
757 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
758                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
759 {
760         unsigned long flags;
761         struct page *page;
762         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
763         int cpu;
764
765 again:
766         cpu  = get_cpu();
767         if (likely(order == 0)) {
768                 struct per_cpu_pages *pcp;
769
770                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
771                 local_irq_save(flags);
772                 if (!pcp->count) {
773                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
774                                                 pcp->batch, &pcp->list);
775                         if (unlikely(!pcp->count))
776                                 goto failed;
777                 }
778                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
779                 list_del(&page->lru);
780                 pcp->count--;
781         } else {
782                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
783                 page = __rmqueue(zone, order);
784                 spin_unlock(&zone->lock);
785                 if (!page)
786                         goto failed;
787         }
788
789         __mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
790         zone_statistics(zonelist, zone, cpu);
791         local_irq_restore(flags);
792         put_cpu();
793
794         BUG_ON(bad_range(zone, page));
795         if (prep_new_page(page, order))
796                 goto again;
797
798         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
799                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
800
801         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
802                 prep_compound_page(page, order);
803         return page;
804
805 failed:
806         local_irq_restore(flags);
807         put_cpu();
808         return NULL;
809 }
810
811 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
812 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
813 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
814 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
815 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
816 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
817 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
818
819 /*
820  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
821  * of the allocation.
822  */
823 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
824                       int classzone_idx, int alloc_flags)
825 {
826         /* free_pages my go negative - that's OK */
827         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
828         int o;
829
830         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
831                 min -= min / 2;
832         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
833                 min -= min / 4;
834
835         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
836                 return 0;
837         for (o = 0; o < order; o++) {
838                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
839                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
840
841                 /* Require fewer higher order pages to be free */
842                 min >>= 1;
843
844                 if (free_pages <= min)
845                         return 0;
846         }
847         return 1;
848 }
849
850 /*
851  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
852  * a page.
853  */
854 static struct page *
855 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
856                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
857 {
858         struct zone **z = zonelist->zones;
859         struct page *page = NULL;
860         int classzone_idx = zone_idx(*z);
861
862         /*
863          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
864          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
865          */
866         do {
867                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
868                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
869                         continue;
870
871                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
872                         unsigned long mark;
873                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
874                                 mark = (*z)->pages_min;
875                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
876                                 mark = (*z)->pages_low;
877                         else
878                                 mark = (*z)->pages_high;
879                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
880                                     classzone_idx, alloc_flags))
881                                 continue;
882                 }
883
884                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
885                 if (page) {
886                         break;
887                 }
888         } while (*(++z) != NULL);
889         return page;
890 }
891
892 /*
893  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
894  */
895 struct page * fastcall
896 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
897                 struct zonelist *zonelist)
898 {
899         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
900         struct zone **z;
901         struct page *page;
902         struct reclaim_state reclaim_state;
903         struct task_struct *p = current;
904         int do_retry;
905         int alloc_flags;
906         int did_some_progress;
907
908         might_sleep_if(wait);
909
910 restart:
911         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
912
913         if (unlikely(*z == NULL)) {
914                 /* Should this ever happen?? */
915                 return NULL;
916         }
917
918         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
919                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
920         if (page)
921                 goto got_pg;
922
923         do {
924                 wakeup_kswapd(*z, order);
925         } while (*(++z));
926
927         /*
928          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
929          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
930          * to how we want to proceed.
931          *
932          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
933          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
934          * policy.
935          */
936         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
937         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
938                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
939         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
940                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
941         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
942
943         /*
944          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
945          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
946          *
947          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
948          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
949          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
950          */
951         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
952         if (page)
953                 goto got_pg;
954
955         /* This allocation should allow future memory freeing. */
956
957         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
958                         && !in_interrupt()) {
959                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
960 nofail_alloc:
961                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
962                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
963                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
964                         if (page)
965                                 goto got_pg;
966                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
967                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
968                                 goto nofail_alloc;
969                         }
970                 }
971                 goto nopage;
972         }
973
974         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
975         if (!wait)
976                 goto nopage;
977
978 rebalance:
979         cond_resched();
980
981         /* We now go into synchronous reclaim */
982         cpuset_memory_pressure_bump();
983         p->flags |= PF_MEMALLOC;
984         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
985         p->reclaim_state = &reclaim_state;
986
987         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
988
989         p->reclaim_state = NULL;
990         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
991
992         cond_resched();
993
994         if (likely(did_some_progress)) {
995                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
996                                                 zonelist, alloc_flags);
997                 if (page)
998                         goto got_pg;
999         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1000                 /*
1001                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1002                  * very high watermark here, this is only to catch
1003                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1004                  * under heavy pressure.
1005                  */
1006                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1007                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1008                 if (page)
1009                         goto got_pg;
1010
1011                 out_of_memory(gfp_mask, order);
1012                 goto restart;
1013         }
1014
1015         /*
1016          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1017          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1018          *
1019          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1020          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1021          */
1022         do_retry = 0;
1023         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1024                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1025                         do_retry = 1;
1026                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1027                         do_retry = 1;
1028         }
1029         if (do_retry) {
1030                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1031                 goto rebalance;
1032         }
1033
1034 nopage:
1035         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1036                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1037                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1038                         p->comm, order, gfp_mask);
1039                 dump_stack();
1040                 show_mem();
1041         }
1042 got_pg:
1043         return page;
1044 }
1045
1046 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1047
1048 /*
1049  * Common helper functions.
1050  */
1051 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1052 {
1053         struct page * page;
1054         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1055         if (!page)
1056                 return 0;
1057         return (unsigned long) page_address(page);
1058 }
1059
1060 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1061
1062 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1063 {
1064         struct page * page;
1065
1066         /*
1067          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1068          * a highmem page
1069          */
1070         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1071
1072         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1073         if (page)
1074                 return (unsigned long) page_address(page);
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1079
1080 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1081 {
1082         int i = pagevec_count(pvec);
1083
1084         while (--i >= 0)
1085                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1086 }
1087
1088 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1089 {
1090         if (put_page_testzero(page)) {
1091                 if (order == 0)
1092                         free_hot_page(page);
1093                 else
1094                         __free_pages_ok(page, order);
1095         }
1096 }
1097
1098 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1099
1100 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1101 {
1102         if (addr != 0) {
1103                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1104                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1105         }
1106 }
1107
1108 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1109
1110 /*
1111  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1112  */
1113 unsigned int nr_free_pages(void)
1114 {
1115         unsigned int sum = 0;
1116         struct zone *zone;
1117
1118         for_each_zone(zone)
1119                 sum += zone->free_pages;
1120
1121         return sum;
1122 }
1123
1124 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1125
1126 #ifdef CONFIG_NUMA
1127 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1128 {
1129         unsigned int i, sum = 0;
1130
1131         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1132                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1133
1134         return sum;
1135 }
1136 #endif
1137
1138 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1139 {
1140         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1141         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1142         unsigned int sum = 0;
1143
1144         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1145         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1146         struct zone *zone;
1147
1148         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1149                 unsigned long size = zone->present_pages;
1150                 unsigned long high = zone->pages_high;
1151                 if (size > high)
1152                         sum += size - high;
1153         }
1154
1155         return sum;
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1160  */
1161 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1162 {
1163         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1168  */
1169 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1170 {
1171         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1172 }
1173
1174 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1175 unsigned int nr_free_highpages (void)
1176 {
1177         pg_data_t *pgdat;
1178         unsigned int pages = 0;
1179
1180         for_each_pgdat(pgdat)
1181                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1182
1183         return pages;
1184 }
1185 #endif
1186
1187 #ifdef CONFIG_NUMA
1188 static void show_node(struct zone *zone)
1189 {
1190         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1191 }
1192 #else
1193 #define show_node(zone) do { } while (0)
1194 #endif
1195
1196 /*
1197  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1198  * The result is unavoidably approximate - it can change
1199  * during and after execution of this function.
1200  */
1201 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1202
1203 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1204 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1205 #ifdef CONFIG_SMP
1206 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1207 #endif
1208
1209 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1210 {
1211         int cpu = 0;
1212
1213         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1214         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1215
1216         cpu = first_cpu(*cpumask);
1217         while (cpu < NR_CPUS) {
1218                 unsigned long *in, *out, off;
1219
1220                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1221
1222                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1223
1224                 if (cpu < NR_CPUS)
1225                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1226
1227                 out = (unsigned long *)ret;
1228                 for (off = 0; off < nr; off++)
1229                         *out++ += *in++;
1230         }
1231 }
1232
1233 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1234 {
1235         int nr;
1236         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1237
1238         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1239         nr /= sizeof(unsigned long);
1240
1241         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1242 }
1243
1244 void get_page_state(struct page_state *ret)
1245 {
1246         int nr;
1247         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1248
1249         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1250         nr /= sizeof(unsigned long);
1251
1252         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1253 }
1254
1255 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1256 {
1257         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1258
1259         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1260 }
1261
1262 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1263 {
1264         unsigned long ret = 0;
1265         int cpu;
1266
1267         for_each_online_cpu(cpu) {
1268                 unsigned long in;
1269
1270                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1271                 ret += *((unsigned long *)in);
1272         }
1273         return ret;
1274 }
1275
1276 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1277 {
1278         void *ptr;
1279
1280         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1281         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1282 }
1283 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1284
1285 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1286 {
1287         unsigned long flags;
1288         void *ptr;
1289
1290         local_irq_save(flags);
1291         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1292         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1293         local_irq_restore(flags);
1294 }
1295 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1296
1297 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1298                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1299 {
1300         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1301         int i;
1302
1303         *active = 0;
1304         *inactive = 0;
1305         *free = 0;
1306         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1307                 *active += zones[i].nr_active;
1308                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1309                 *free += zones[i].free_pages;
1310         }
1311 }
1312
1313 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1314                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1315 {
1316         struct pglist_data *pgdat;
1317
1318         *active = 0;
1319         *inactive = 0;
1320         *free = 0;
1321         for_each_pgdat(pgdat) {
1322                 unsigned long l, m, n;
1323                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1324                 *active += l;
1325                 *inactive += m;
1326                 *free += n;
1327         }
1328 }
1329
1330 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1331 {
1332         val->totalram = totalram_pages;
1333         val->sharedram = 0;
1334         val->freeram = nr_free_pages();
1335         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1336 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1337         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1338         val->freehigh = nr_free_highpages();
1339 #else
1340         val->totalhigh = 0;
1341         val->freehigh = 0;
1342 #endif
1343         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1344 }
1345
1346 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1347
1348 #ifdef CONFIG_NUMA
1349 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1350 {
1351         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1352
1353         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1354         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1355         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1356         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1357         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1358 }
1359 #endif
1360
1361 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1362
1363 /*
1364  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1365  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1366  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1367  */
1368 void show_free_areas(void)
1369 {
1370         struct page_state ps;
1371         int cpu, temperature;
1372         unsigned long active;
1373         unsigned long inactive;
1374         unsigned long free;
1375         struct zone *zone;
1376
1377         for_each_zone(zone) {
1378                 show_node(zone);
1379                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1380
1381                 if (!populated_zone(zone)) {
1382                         printk(" empty\n");
1383                         continue;
1384                 } else
1385                         printk("\n");
1386
1387                 for_each_online_cpu(cpu) {
1388                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1389
1390                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1391
1392                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1393                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1394                                         cpu,
1395                                         temperature ? "cold" : "hot",
1396                                         pageset->pcp[temperature].high,
1397                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1398                                         pageset->pcp[temperature].count);
1399                 }
1400         }
1401
1402         get_page_state(&ps);
1403         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1404
1405         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1406                 K(nr_free_pages()),
1407                 K(nr_free_highpages()));
1408
1409         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1410                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1411                 active,
1412                 inactive,
1413                 ps.nr_dirty,
1414                 ps.nr_writeback,
1415                 ps.nr_unstable,
1416                 nr_free_pages(),
1417                 ps.nr_slab,
1418                 ps.nr_mapped,
1419                 ps.nr_page_table_pages);
1420
1421         for_each_zone(zone) {
1422                 int i;
1423
1424                 show_node(zone);
1425                 printk("%s"
1426                         " free:%lukB"
1427                         " min:%lukB"
1428                         " low:%lukB"
1429                         " high:%lukB"
1430                         " active:%lukB"
1431                         " inactive:%lukB"
1432                         " present:%lukB"
1433                         " pages_scanned:%lu"
1434                         " all_unreclaimable? %s"
1435                         "\n",
1436                         zone->name,
1437                         K(zone->free_pages),
1438                         K(zone->pages_min),
1439                         K(zone->pages_low),
1440                         K(zone->pages_high),
1441                         K(zone->nr_active),
1442                         K(zone->nr_inactive),
1443                         K(zone->present_pages),
1444                         zone->pages_scanned,
1445                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1446                         );
1447                 printk("lowmem_reserve[]:");
1448                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1449                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1450                 printk("\n");
1451         }
1452
1453         for_each_zone(zone) {
1454                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1455
1456                 show_node(zone);
1457                 printk("%s: ", zone->name);
1458                 if (!populated_zone(zone)) {
1459                         printk("empty\n");
1460                         continue;
1461                 }
1462
1463                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1464                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1465                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1466                         total += nr << order;
1467                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1468                 }
1469                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1470                 printk("= %lukB\n", K(total));
1471         }
1472
1473         show_swap_cache_info();
1474 }
1475
1476 /*
1477  * Builds allocation fallback zone lists.
1478  *
1479  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1480  */
1481 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1482                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1483 {
1484         struct zone *zone;
1485
1486         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1487
1488         do {
1489                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1490                 if (populated_zone(zone)) {
1491 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1492                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1493 #endif
1494                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1495                         check_highest_zone(zone_type);
1496                 }
1497                 zone_type--;
1498
1499         } while (zone_type >= 0);
1500         return nr_zones;
1501 }
1502
1503 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1504 {
1505         int res = ZONE_NORMAL;
1506         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1507                 res = ZONE_HIGHMEM;
1508         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1509                 res = ZONE_DMA32;
1510         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1511                 res = ZONE_DMA;
1512         return res;
1513 }
1514
1515 #ifdef CONFIG_NUMA
1516 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1517 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1518 /**
1519  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1520  * @node: node whose fallback list we're appending
1521  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1522  *
1523  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1524  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1525  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1526  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1527  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1528  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1529  * on them otherwise.
1530  * It returns -1 if no node is found.
1531  */
1532 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1533 {
1534         int i, n, val;
1535         int min_val = INT_MAX;
1536         int best_node = -1;
1537
1538         for_each_online_node(i) {
1539                 cpumask_t tmp;
1540
1541                 /* Start from local node */
1542                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1543
1544                 /* Don't want a node to appear more than once */
1545                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1546                         continue;
1547
1548                 /* Use the local node if we haven't already */
1549                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1550                         best_node = node;
1551                         break;
1552                 }
1553
1554                 /* Use the distance array to find the distance */
1555                 val = node_distance(node, n);
1556
1557                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1558                 tmp = node_to_cpumask(n);
1559                 if (!cpus_empty(tmp))
1560                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1561
1562                 /* Slight preference for less loaded node */
1563                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1564                 val += node_load[n];
1565
1566                 if (val < min_val) {
1567                         min_val = val;
1568                         best_node = n;
1569                 }
1570         }
1571
1572         if (best_node >= 0)
1573                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1574
1575         return best_node;
1576 }
1577
1578 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1579 {
1580         int i, j, k, node, local_node;
1581         int prev_node, load;
1582         struct zonelist *zonelist;
1583         nodemask_t used_mask;
1584
1585         /* initialize zonelists */
1586         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1587                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1588                 zonelist->zones[0] = NULL;
1589         }
1590
1591         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1592         local_node = pgdat->node_id;
1593         load = num_online_nodes();
1594         prev_node = local_node;
1595         nodes_clear(used_mask);
1596         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1597                 /*
1598                  * We don't want to pressure a particular node.
1599                  * So adding penalty to the first node in same
1600                  * distance group to make it round-robin.
1601                  */
1602                 if (node_distance(local_node, node) !=
1603                                 node_distance(local_node, prev_node))
1604                         node_load[node] += load;
1605                 prev_node = node;
1606                 load--;
1607                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1608                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1609                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1610
1611                         k = highest_zone(i);
1612
1613                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1614                         zonelist->zones[j] = NULL;
1615                 }
1616         }
1617 }
1618
1619 #else   /* CONFIG_NUMA */
1620
1621 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1622 {
1623         int i, j, k, node, local_node;
1624
1625         local_node = pgdat->node_id;
1626         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1627                 struct zonelist *zonelist;
1628
1629                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1630
1631                 j = 0;
1632                 k = highest_zone(i);
1633                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1634                 /*
1635                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1636                  * of all the other nodes.
1637                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1638                  * building the zones for node N, we make sure that the
1639                  * zones coming right after the local ones are those from
1640                  * node N+1 (modulo N)
1641                  */
1642                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1643                         if (!node_online(node))
1644                                 continue;
1645                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1646                 }
1647                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1648                         if (!node_online(node))
1649                                 continue;
1650                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1651                 }
1652
1653                 zonelist->zones[j] = NULL;
1654         }
1655 }
1656
1657 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1658
1659 void __init build_all_zonelists(void)
1660 {
1661         int i;
1662
1663         for_each_online_node(i)
1664                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1665         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1666         cpuset_init_current_mems_allowed();
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1671  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1672  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1673  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1674  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1675  * conservative, even though it seems large.
1676  *
1677  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1678  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1679  */
1680 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1681
1682 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1683 {
1684         unsigned long size = 1;
1685
1686         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1687
1688         while (size < pages)
1689                 size <<= 1;
1690
1691         /*
1692          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1693          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1694          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1695          */
1696         size = min(size, 4096UL);
1697
1698         return max(size, 4UL);
1699 }
1700
1701 /*
1702  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1703  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1704  * hash function before the remainder is taken.
1705  */
1706 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1707 {
1708         return ffz(~size);
1709 }
1710
1711 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1712
1713 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1714                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1715 {
1716         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1717         int i;
1718
1719         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1720                 totalpages += zones_size[i];
1721         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1722
1723         realtotalpages = totalpages;
1724         if (zholes_size)
1725                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1726                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1727         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1728         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1729 }
1730
1731
1732 /*
1733  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1734  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1735  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1736  */
1737 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1738                 unsigned long start_pfn)
1739 {
1740         struct page *page;
1741         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1742         unsigned long pfn;
1743
1744         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1745                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1746                         continue;
1747                 page = pfn_to_page(pfn);
1748                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1749                 set_page_count(page, 1);
1750                 reset_page_mapcount(page);
1751                 SetPageReserved(page);
1752                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1753 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1754                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1755                 if (!is_highmem_idx(zone))
1756                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1757 #endif
1758         }
1759 }
1760
1761 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1762                                 unsigned long size)
1763 {
1764         int order;
1765         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1766                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1767                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1768         }
1769 }
1770
1771 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1772 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1773                 unsigned long size)
1774 {
1775         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1776         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1777
1778         if (FLAGS_HAS_NODE)
1779                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1780         else
1781                 for (; snum <= end; snum++)
1782                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1783 }
1784
1785 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1786 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1787         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1788 #endif
1789
1790 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1791 {
1792         int batch;
1793
1794         /*
1795          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1796          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1797          *
1798          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1799          */
1800         batch = zone->present_pages / 1024;
1801         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1802                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1803         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1804         if (batch < 1)
1805                 batch = 1;
1806
1807         /*
1808          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1809          * of 2 value was found to be more likely to have
1810          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1811          *
1812          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1813          * batches of pages, one task can end up with a lot
1814          * of pages of one half of the possible page colors
1815          * and the other with pages of the other colors.
1816          */
1817         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1818
1819         return batch;
1820 }
1821
1822 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1823 {
1824         struct per_cpu_pages *pcp;
1825
1826         memset(p, 0, sizeof(*p));
1827
1828         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1829         pcp->count = 0;
1830         pcp->high = 6 * batch;
1831         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1832         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1833
1834         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1835         pcp->count = 0;
1836         pcp->high = 2 * batch;
1837         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1838         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1839 }
1840
1841 /*
1842  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1843  * to the value high for the pageset p.
1844  */
1845
1846 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1847                                 unsigned long high)
1848 {
1849         struct per_cpu_pages *pcp;
1850
1851         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1852         pcp->high = high;
1853         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1854         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1855                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1856 }
1857
1858
1859 #ifdef CONFIG_NUMA
1860 /*
1861  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1862  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1863  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1864  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1865  * with interrupts disabled.
1866  *
1867  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1868  *
1869  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1870  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1871  * hotplugged processors.
1872  *
1873  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1874  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1875  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1876  */
1877 static struct per_cpu_pageset
1878         boot_pageset[NR_CPUS];
1879
1880 /*
1881  * Dynamically allocate memory for the
1882  * per cpu pageset array in struct zone.
1883  */
1884 static int __devinit process_zones(int cpu)
1885 {
1886         struct zone *zone, *dzone;
1887
1888         for_each_zone(zone) {
1889
1890                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1891                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1892                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1893                         goto bad;
1894
1895                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1896
1897                 if (percpu_pagelist_fraction)
1898                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1899                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1900         }
1901
1902         return 0;
1903 bad:
1904         for_each_zone(dzone) {
1905                 if (dzone == zone)
1906                         break;
1907                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1908                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1909         }
1910         return -ENOMEM;
1911 }
1912
1913 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1914 {
1915         struct zone *zone;
1916
1917         for_each_zone(zone) {
1918                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1919
1920                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1921                 kfree(pset);
1922         }
1923 }
1924
1925 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1926                 unsigned long action,
1927                 void *hcpu)
1928 {
1929         int cpu = (long)hcpu;
1930         int ret = NOTIFY_OK;
1931
1932         switch (action) {
1933                 case CPU_UP_PREPARE:
1934                         if (process_zones(cpu))
1935                                 ret = NOTIFY_BAD;
1936                         break;
1937                 case CPU_UP_CANCELED:
1938                 case CPU_DEAD:
1939                         free_zone_pagesets(cpu);
1940                         break;
1941                 default:
1942                         break;
1943         }
1944         return ret;
1945 }
1946
1947 static struct notifier_block pageset_notifier =
1948         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1949
1950 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1951 {
1952         int err;
1953
1954         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1955          * A cpuup callback will do this for every cpu
1956          * as it comes online
1957          */
1958         err = process_zones(smp_processor_id());
1959         BUG_ON(err);
1960         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1961 }
1962
1963 #endif
1964
1965 static __devinit
1966 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1967 {
1968         int i;
1969         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1970
1971         /*
1972          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1973          * per zone.
1974          */
1975         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1976         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1977         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1978                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1979                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1980
1981         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1982                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1983 }
1984
1985 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1986 {
1987         int cpu;
1988         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1989
1990         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1991 #ifdef CONFIG_NUMA
1992                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1993                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1994                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1995 #else
1996                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1997 #endif
1998         }
1999         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2000                 zone->name, zone->present_pages, batch);
2001 }
2002
2003 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2004                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
2005 {
2006         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2007
2008         zone_wait_table_init(zone, size);
2009         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2010
2011         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
2012         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2013
2014         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2015
2016         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Set up the zone data structures:
2021  *   - mark all pages reserved
2022  *   - mark all memory queues empty
2023  *   - clear the memory bitmaps
2024  */
2025 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2026                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2027 {
2028         unsigned long j;
2029         int nid = pgdat->node_id;
2030         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2031
2032         pgdat_resize_init(pgdat);
2033         pgdat->nr_zones = 0;
2034         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2035         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2036         
2037         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2038                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2039                 unsigned long size, realsize;
2040
2041                 realsize = size = zones_size[j];
2042                 if (zholes_size)
2043                         realsize -= zholes_size[j];
2044
2045                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2046                         nr_kernel_pages += realsize;
2047                 nr_all_pages += realsize;
2048
2049                 zone->spanned_pages = size;
2050                 zone->present_pages = realsize;
2051                 zone->name = zone_names[j];
2052                 spin_lock_init(&zone->lock);
2053                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2054                 zone_seqlock_init(zone);
2055                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2056                 zone->free_pages = 0;
2057
2058                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2059
2060                 zone_pcp_init(zone);
2061                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2062                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2063                 zone->nr_scan_active = 0;
2064                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2065                 zone->nr_active = 0;
2066                 zone->nr_inactive = 0;
2067                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2068                 if (!size)
2069                         continue;
2070
2071                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2072                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2073                 zone_start_pfn += size;
2074         }
2075 }
2076
2077 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2078 {
2079         /* Skip empty nodes */
2080         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2081                 return;
2082
2083 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2084         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2085         if (!pgdat->node_mem_map) {
2086                 unsigned long size;
2087                 struct page *map;
2088
2089                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2090                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2091                 if (!map)
2092                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2093                 pgdat->node_mem_map = map;
2094         }
2095 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2096         /*
2097          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2098          */
2099         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2100                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2101 #endif
2102 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2103 }
2104
2105 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2106                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2107                 unsigned long *zholes_size)
2108 {
2109         pgdat->node_id = nid;
2110         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2111         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2112
2113         alloc_node_mem_map(pgdat);
2114
2115         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2116 }
2117
2118 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2119 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2120 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2121
2122 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2123 #endif
2124
2125 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2126 {
2127         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2128                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2129 }
2130
2131 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2132
2133 #include <linux/seq_file.h>
2134
2135 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2136 {
2137         pg_data_t *pgdat;
2138         loff_t node = *pos;
2139
2140         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2141                 --node;
2142
2143         return pgdat;
2144 }
2145
2146 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2147 {
2148         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2149
2150         (*pos)++;
2151         return pgdat->pgdat_next;
2152 }
2153
2154 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2155 {
2156 }
2157
2158 /* 
2159  * This walks the free areas for each zone.
2160  */
2161 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2162 {
2163         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2164         struct zone *zone;
2165         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2166         unsigned long flags;
2167         int order;
2168
2169         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2170                 if (!populated_zone(zone))
2171                         continue;
2172
2173                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2174                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2175                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2176                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2177                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2178                 seq_putc(m, '\n');
2179         }
2180         return 0;
2181 }
2182
2183 struct seq_operations fragmentation_op = {
2184         .start  = frag_start,
2185         .next   = frag_next,
2186         .stop   = frag_stop,
2187         .show   = frag_show,
2188 };
2189
2190 /*
2191  * Output information about zones in @pgdat.
2192  */
2193 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2194 {
2195         pg_data_t *pgdat = arg;
2196         struct zone *zone;
2197         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2198         unsigned long flags;
2199
2200         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2201                 int i;
2202
2203                 if (!populated_zone(zone))
2204                         continue;
2205
2206                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2207                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2208                 seq_printf(m,
2209                            "\n  pages free     %lu"
2210                            "\n        min      %lu"
2211                            "\n        low      %lu"
2212                            "\n        high     %lu"
2213                            "\n        active   %lu"
2214                            "\n        inactive %lu"
2215                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2216                            "\n        spanned  %lu"
2217                            "\n        present  %lu",
2218                            zone->free_pages,
2219                            zone->pages_min,
2220                            zone->pages_low,
2221                            zone->pages_high,
2222                            zone->nr_active,
2223                            zone->nr_inactive,
2224                            zone->pages_scanned,
2225                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2226                            zone->spanned_pages,
2227                            zone->present_pages);
2228                 seq_printf(m,
2229                            "\n        protection: (%lu",
2230                            zone->lowmem_reserve[0]);
2231                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2232                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2233                 seq_printf(m,
2234                            ")"
2235                            "\n  pagesets");
2236                 for_each_online_cpu(i) {
2237                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2238                         int j;
2239
2240                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2241                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2242                                 if (pageset->pcp[j].count)
2243                                         break;
2244                         }
2245                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2246                                 continue;
2247                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2248                                 seq_printf(m,
2249                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2250                                            "\n              count: %i"
2251                                            "\n              high:  %i"
2252                                            "\n              batch: %i",
2253                                            i, j,
2254                                            pageset->pcp[j].count,
2255                                            pageset->pcp[j].high,
2256                                            pageset->pcp[j].batch);
2257                         }
2258 #ifdef CONFIG_NUMA
2259                         seq_printf(m,
2260                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2261                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2262                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2263                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2264                                    "\n            local_node:     %lu"
2265                                    "\n            other_node:     %lu",
2266                                    pageset->numa_hit,
2267                                    pageset->numa_miss,
2268                                    pageset->numa_foreign,
2269                                    pageset->interleave_hit,
2270                                    pageset->local_node,
2271                                    pageset->other_node);
2272 #endif
2273                 }
2274                 seq_printf(m,
2275                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2276                            "\n  prev_priority:     %i"
2277                            "\n  temp_priority:     %i"
2278                            "\n  start_pfn:         %lu",
2279                            zone->all_unreclaimable,
2280                            zone->prev_priority,
2281                            zone->temp_priority,
2282                            zone->zone_start_pfn);
2283                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2284                 seq_putc(m, '\n');
2285         }
2286         return 0;
2287 }
2288
2289 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2290         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2291                                * fragmentation. */
2292         .next   = frag_next,
2293         .stop   = frag_stop,
2294         .show   = zoneinfo_show,
2295 };
2296
2297 static char *vmstat_text[] = {
2298         "nr_dirty",
2299         "nr_writeback",
2300         "nr_unstable",
2301         "nr_page_table_pages",
2302         "nr_mapped",
2303         "nr_slab",
2304
2305         "pgpgin",
2306         "pgpgout",
2307         "pswpin",
2308         "pswpout",
2309
2310         "pgalloc_high",
2311         "pgalloc_normal",
2312         "pgalloc_dma32",
2313         "pgalloc_dma",
2314
2315         "pgfree",
2316         "pgactivate",
2317         "pgdeactivate",
2318
2319         "pgfault",
2320         "pgmajfault",
2321
2322         "pgrefill_high",
2323         "pgrefill_normal",
2324         "pgrefill_dma32",
2325         "pgrefill_dma",
2326
2327         "pgsteal_high",
2328         "pgsteal_normal",
2329         "pgsteal_dma32",
2330         "pgsteal_dma",
2331
2332         "pgscan_kswapd_high",
2333         "pgscan_kswapd_normal",
2334         "pgscan_kswapd_dma32",
2335         "pgscan_kswapd_dma",
2336
2337         "pgscan_direct_high",
2338         "pgscan_direct_normal",
2339         "pgscan_direct_dma32",
2340         "pgscan_direct_dma",
2341
2342         "pginodesteal",
2343         "slabs_scanned",
2344         "kswapd_steal",
2345         "kswapd_inodesteal",
2346         "pageoutrun",
2347         "allocstall",
2348
2349         "pgrotated",
2350         "nr_bounce",
2351 };
2352
2353 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2354 {
2355         struct page_state *ps;
2356
2357         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2358                 return NULL;
2359
2360         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2361         m->private = ps;
2362         if (!ps)
2363                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2364         get_full_page_state(ps);
2365         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2366         ps->pgpgout /= 2;
2367         return (unsigned long *)ps + *pos;
2368 }
2369
2370 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2371 {
2372         (*pos)++;
2373         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2374                 return NULL;
2375         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2376 }
2377
2378 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2379 {
2380         unsigned long *l = arg;
2381         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2382
2383         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2384         return 0;
2385 }
2386
2387 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2388 {
2389         kfree(m->private);
2390         m->private = NULL;
2391 }
2392
2393 struct seq_operations vmstat_op = {
2394         .start  = vmstat_start,
2395         .next   = vmstat_next,
2396         .stop   = vmstat_stop,
2397         .show   = vmstat_show,
2398 };
2399
2400 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2401
2402 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2403 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2404                                  unsigned long action, void *hcpu)
2405 {
2406         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2407         long *count;
2408         unsigned long *src, *dest;
2409
2410         if (action == CPU_DEAD) {
2411                 int i;
2412
2413                 /* Drain local pagecache count. */
2414                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2415                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2416                 *count = 0;
2417                 local_irq_disable();
2418                 __drain_pages(cpu);
2419
2420                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2421                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2422                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2423
2424                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2425                                 i++) {
2426                         dest[i] += src[i];
2427                         src[i] = 0;
2428                 }
2429
2430                 local_irq_enable();
2431         }
2432         return NOTIFY_OK;
2433 }
2434 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2435
2436 void __init page_alloc_init(void)
2437 {
2438         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2443  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2444  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2445  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2446  */
2447 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2448 {
2449         struct pglist_data *pgdat;
2450         int j, idx;
2451
2452         for_each_pgdat(pgdat) {
2453                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2454                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2455                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2456
2457                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2458
2459                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2460                                 struct zone *lower_zone;
2461
2462                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2463                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2464
2465                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2466                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2467                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2468                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2469                         }
2470                 }
2471         }
2472 }
2473
2474 /*
2475  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2476  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2477  *      with respect to min_free_kbytes.
2478  */
2479 void setup_per_zone_pages_min(void)
2480 {
2481         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2482         unsigned long lowmem_pages = 0;
2483         struct zone *zone;
2484         unsigned long flags;
2485
2486         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2487         for_each_zone(zone) {
2488                 if (!is_highmem(zone))
2489                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2490         }
2491
2492         for_each_zone(zone) {
2493                 unsigned long tmp;
2494                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2495                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2496                 if (is_highmem(zone)) {
2497                         /*
2498                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2499                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2500                          * value here.
2501                          *
2502                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2503                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2504                          * not be capped for highmem.
2505                          */
2506                         int min_pages;
2507
2508                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2509                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2510                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2511                         if (min_pages > 128)
2512                                 min_pages = 128;
2513                         zone->pages_min = min_pages;
2514                 } else {
2515                         /*
2516                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2517                          * proportionate to the zone's size.
2518                          */
2519                         zone->pages_min = tmp;
2520                 }
2521
2522                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2523                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2524                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2525         }
2526 }
2527
2528 /*
2529  * Initialise min_free_kbytes.
2530  *
2531  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2532  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2533  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2534  *
2535  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2536  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2537  *
2538  * which yields
2539  *
2540  * 16MB:        512k
2541  * 32MB:        724k
2542  * 64MB:        1024k
2543  * 128MB:       1448k
2544  * 256MB:       2048k
2545  * 512MB:       2896k
2546  * 1024MB:      4096k
2547  * 2048MB:      5792k
2548  * 4096MB:      8192k
2549  * 8192MB:      11584k
2550  * 16384MB:     16384k
2551  */
2552 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2553 {
2554         unsigned long lowmem_kbytes;
2555
2556         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2557
2558         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2559         if (min_free_kbytes < 128)
2560                 min_free_kbytes = 128;
2561         if (min_free_kbytes > 65536)
2562                 min_free_kbytes = 65536;
2563         setup_per_zone_pages_min();
2564         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2565         return 0;
2566 }
2567 module_init(init_per_zone_pages_min)
2568
2569 /*
2570  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2571  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2572  *      changes.
2573  */
2574 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2575         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2576 {
2577         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2578         setup_per_zone_pages_min();
2579         return 0;
2580 }
2581
2582 /*
2583  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2584  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2585  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2586  *
2587  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2588  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2589  * if in function of the boot time zone sizes.
2590  */
2591 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2592         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2593 {
2594         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2595         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2596         return 0;
2597 }
2598
2599 /*
2600  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2601  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2602  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2603  */
2604
2605 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2606         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2607 {
2608         struct zone *zone;
2609         unsigned int cpu;
2610         int ret;
2611
2612         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2613         if (!write || (ret == -EINVAL))
2614                 return ret;
2615         for_each_zone(zone) {
2616                 for_each_online_cpu(cpu) {
2617                         unsigned long  high;
2618                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2619                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2620                 }
2621         }
2622         return 0;
2623 }
2624
2625 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2626
2627 #ifdef CONFIG_NUMA
2628 static int __init set_hashdist(char *str)
2629 {
2630         if (!str)
2631                 return 0;
2632         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2633         return 1;
2634 }
2635 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2636 #endif
2637
2638 /*
2639  * allocate a large system hash table from bootmem
2640  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2641  *   quantity of entries
2642  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2643  */
2644 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2645                                      unsigned long bucketsize,
2646                                      unsigned long numentries,
2647                                      int scale,
2648                                      int flags,
2649                                      unsigned int *_hash_shift,
2650                                      unsigned int *_hash_mask,
2651                                      unsigned long limit)
2652 {
2653         unsigned long long max = limit;
2654         unsigned long log2qty, size;
2655         void *table = NULL;
2656
2657         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2658         if (!numentries) {
2659                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2660                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2661                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2662                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2663                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2664
2665                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2666                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2667                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2668                 else
2669                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2670         }
2671         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2672         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2673
2674         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2675         if (max == 0) {
2676                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2677                 do_div(max, bucketsize);
2678         }
2679
2680         if (numentries > max)
2681                 numentries = max;
2682
2683         log2qty = long_log2(numentries);
2684
2685         do {
2686                 size = bucketsize << log2qty;
2687                 if (flags & HASH_EARLY)
2688                         table = alloc_bootmem(size);
2689                 else if (hashdist)
2690                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2691                 else {
2692                         unsigned long order;
2693                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2694                                 ;
2695                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2696                 }
2697         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2698
2699         if (!table)
2700                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2701
2702         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2703                tablename,
2704                (1U << log2qty),
2705                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2706                size);
2707
2708         if (_hash_shift)
2709                 *_hash_shift = log2qty;
2710         if (_hash_mask)
2711                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2712
2713         return table;
2714 }