m68k: discontinuous memory support
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          "DMA",
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          "DMA32",
95 #endif
96          "Normal",
97 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
98          "HighMem"
99 #endif
100 };
101
102 int min_free_kbytes = 1024;
103
104 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
105 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
106 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   int __meminitdata nr_nodemap_entries;
131   unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
134   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
135   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
136 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
137 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
138
139 #if MAX_NUMNODES > 1
140 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
141 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
142 #endif
143
144 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
145 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
146 {
147         int ret = 0;
148         unsigned seq;
149         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
150
151         do {
152                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
153                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
154                         ret = 1;
155                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
156                         ret = 1;
157         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
158
159         return ret;
160 }
161
162 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
163 {
164         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
165                 return 0;
166         if (zone != page_zone(page))
167                 return 0;
168
169         return 1;
170 }
171 /*
172  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
173  */
174 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
175 {
176         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
177                 return 1;
178         if (!page_is_consistent(zone, page))
179                 return 1;
180
181         return 0;
182 }
183 #else
184 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
185 {
186         return 0;
187 }
188 #endif
189
190 static void bad_page(struct page *page)
191 {
192         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
193                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
194                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
195                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
196                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
197                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
198                 page_mapcount(page), page_count(page));
199         dump_stack();
200         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
201                         1 << PG_private |
202                         1 << PG_locked  |
203                         1 << PG_active  |
204                         1 << PG_dirty   |
205                         1 << PG_reclaim |
206                         1 << PG_slab    |
207                         1 << PG_swapcache |
208                         1 << PG_writeback |
209                         1 << PG_buddy );
210         set_page_count(page, 0);
211         reset_page_mapcount(page);
212         page->mapping = NULL;
213         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
214 }
215
216 /*
217  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
218  *
219  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
220  *
221  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
222  *
223  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
224  * the head page (even the head page has this).
225  *
226  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
227  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
228  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
229  */
230
231 static void free_compound_page(struct page *page)
232 {
233         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
234 }
235
236 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
237 {
238         int i;
239         int nr_pages = 1 << order;
240
241         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
242         set_compound_order(page, order);
243         __SetPageHead(page);
244         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
245                 struct page *p = page + i;
246
247                 __SetPageTail(p);
248                 p->first_page = page;
249         }
250 }
251
252 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
253 {
254         int i;
255         int nr_pages = 1 << order;
256
257         if (unlikely(compound_order(page) != order))
258                 bad_page(page);
259
260         if (unlikely(!PageHead(page)))
261                         bad_page(page);
262         __ClearPageHead(page);
263         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
264                 struct page *p = page + i;
265
266                 if (unlikely(!PageTail(p) |
267                                 (p->first_page != page)))
268                         bad_page(page);
269                 __ClearPageTail(p);
270         }
271 }
272
273 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
274 {
275         int i;
276
277         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
278         /*
279          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
280          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
281          */
282         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
283         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
284                 clear_highpage(page + i);
285 }
286
287 /*
288  * function for dealing with page's order in buddy system.
289  * zone->lock is already acquired when we use these.
290  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
291  */
292 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
293 {
294         return page_private(page);
295 }
296
297 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
298 {
299         set_page_private(page, order);
300         __SetPageBuddy(page);
301 }
302
303 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
304 {
305         __ClearPageBuddy(page);
306         set_page_private(page, 0);
307 }
308
309 /*
310  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
311  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
312  *
313  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
314  * the following equation:
315  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
316  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
317  * 1 buddy is #10:
318  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
319  *
320  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
321  * satisfies the following equation:
322  *     P = B & ~(1 << O)
323  *
324  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
325  */
326 static inline struct page *
327 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
328 {
329         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
330
331         return page + (buddy_idx - page_idx);
332 }
333
334 static inline unsigned long
335 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
336 {
337         return (page_idx & ~(1 << order));
338 }
339
340 /*
341  * This function checks whether a page is free && is the buddy
342  * we can do coalesce a page and its buddy if
343  * (a) the buddy is not in a hole &&
344  * (b) the buddy is in the buddy system &&
345  * (c) a page and its buddy have the same order &&
346  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
347  *
348  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
349  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
350  *
351  * For recording page's order, we use page_private(page).
352  */
353 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
354                                                                 int order)
355 {
356         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
357                 return 0;
358
359         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
360                 return 0;
361
362         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
363                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
364                 return 1;
365         }
366         return 0;
367 }
368
369 /*
370  * Freeing function for a buddy system allocator.
371  *
372  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
373  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
374  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
375  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
376  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
377  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
378  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
379  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
380  * parts of the VM system.
381  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
382  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
383  * order is recorded in page_private(page) field.
384  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
385  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
386  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
387  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
388  * triggers coalescing into a block of larger size.            
389  *
390  * -- wli
391  */
392
393 static inline void __free_one_page(struct page *page,
394                 struct zone *zone, unsigned int order)
395 {
396         unsigned long page_idx;
397         int order_size = 1 << order;
398
399         if (unlikely(PageCompound(page)))
400                 destroy_compound_page(page, order);
401
402         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
403
404         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
405         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
406
407         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
408         while (order < MAX_ORDER-1) {
409                 unsigned long combined_idx;
410                 struct free_area *area;
411                 struct page *buddy;
412
413                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
414                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
415                         break;          /* Move the buddy up one level. */
416
417                 list_del(&buddy->lru);
418                 area = zone->free_area + order;
419                 area->nr_free--;
420                 rmv_page_order(buddy);
421                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
422                 page = page + (combined_idx - page_idx);
423                 page_idx = combined_idx;
424                 order++;
425         }
426         set_page_order(page, order);
427         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
428         zone->free_area[order].nr_free++;
429 }
430
431 static inline int free_pages_check(struct page *page)
432 {
433         if (unlikely(page_mapcount(page) |
434                 (page->mapping != NULL)  |
435                 (page_count(page) != 0)  |
436                 (page->flags & (
437                         1 << PG_lru     |
438                         1 << PG_private |
439                         1 << PG_locked  |
440                         1 << PG_active  |
441                         1 << PG_slab    |
442                         1 << PG_swapcache |
443                         1 << PG_writeback |
444                         1 << PG_reserved |
445                         1 << PG_buddy ))))
446                 bad_page(page);
447         /*
448          * PageReclaim == PageTail. It is only an error
449          * for PageReclaim to be set if PageCompound is clear.
450          */
451         if (unlikely(!PageCompound(page) && PageReclaim(page)))
452                 bad_page(page);
453         if (PageDirty(page))
454                 __ClearPageDirty(page);
455         /*
456          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
457          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
458          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
459          */
460         return PageReserved(page);
461 }
462
463 /*
464  * Frees a list of pages. 
465  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
466  * count is the number of pages to free.
467  *
468  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
469  * see if this freeing clears that state.
470  *
471  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
472  * pinned" detection logic.
473  */
474 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
475                                         struct list_head *list, int order)
476 {
477         spin_lock(&zone->lock);
478         zone->all_unreclaimable = 0;
479         zone->pages_scanned = 0;
480         while (count--) {
481                 struct page *page;
482
483                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
484                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
485                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
486                 list_del(&page->lru);
487                 __free_one_page(page, zone, order);
488         }
489         spin_unlock(&zone->lock);
490 }
491
492 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
493 {
494         spin_lock(&zone->lock);
495         zone->all_unreclaimable = 0;
496         zone->pages_scanned = 0;
497         __free_one_page(page, zone, order);
498         spin_unlock(&zone->lock);
499 }
500
501 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
502 {
503         unsigned long flags;
504         int i;
505         int reserved = 0;
506
507         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
508                 reserved += free_pages_check(page + i);
509         if (reserved)
510                 return;
511
512         if (!PageHighMem(page))
513                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
514         arch_free_page(page, order);
515         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
516
517         local_irq_save(flags);
518         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
519         free_one_page(page_zone(page), page, order);
520         local_irq_restore(flags);
521 }
522
523 /*
524  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
525  */
526 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
527 {
528         if (order == 0) {
529                 __ClearPageReserved(page);
530                 set_page_count(page, 0);
531                 set_page_refcounted(page);
532                 __free_page(page);
533         } else {
534                 int loop;
535
536                 prefetchw(page);
537                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
538                         struct page *p = &page[loop];
539
540                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
541                                 prefetchw(p + 1);
542                         __ClearPageReserved(p);
543                         set_page_count(p, 0);
544                 }
545
546                 set_page_refcounted(page);
547                 __free_pages(page, order);
548         }
549 }
550
551
552 /*
553  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
554  * Please do not alter this order without good reasons and regression
555  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
556  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
557  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
558  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
559  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
560  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
561  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
562  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
563  *
564  * -- wli
565  */
566 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
567         int low, int high, struct free_area *area)
568 {
569         unsigned long size = 1 << high;
570
571         while (high > low) {
572                 area--;
573                 high--;
574                 size >>= 1;
575                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
576                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
577                 area->nr_free++;
578                 set_page_order(&page[size], high);
579         }
580 }
581
582 /*
583  * This page is about to be returned from the page allocator
584  */
585 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
586 {
587         if (unlikely(page_mapcount(page) |
588                 (page->mapping != NULL)  |
589                 (page_count(page) != 0)  |
590                 (page->flags & (
591                         1 << PG_lru     |
592                         1 << PG_private |
593                         1 << PG_locked  |
594                         1 << PG_active  |
595                         1 << PG_dirty   |
596                         1 << PG_reclaim |
597                         1 << PG_slab    |
598                         1 << PG_swapcache |
599                         1 << PG_writeback |
600                         1 << PG_reserved |
601                         1 << PG_buddy ))))
602                 bad_page(page);
603
604         /*
605          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
606          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
607          */
608         if (PageReserved(page))
609                 return 1;
610
611         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
612                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
613                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
614         set_page_private(page, 0);
615         set_page_refcounted(page);
616
617         arch_alloc_page(page, order);
618         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
619
620         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
621                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
622
623         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
624                 prep_compound_page(page, order);
625
626         return 0;
627 }
628
629 /* 
630  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
631  * Call me with the zone->lock already held.
632  */
633 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
634 {
635         struct free_area * area;
636         unsigned int current_order;
637         struct page *page;
638
639         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
640                 area = zone->free_area + current_order;
641                 if (list_empty(&area->free_list))
642                         continue;
643
644                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
645                 list_del(&page->lru);
646                 rmv_page_order(page);
647                 area->nr_free--;
648                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
649                 expand(zone, page, order, current_order, area);
650                 return page;
651         }
652
653         return NULL;
654 }
655
656 /* 
657  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
658  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
659  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
660  */
661 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
662                         unsigned long count, struct list_head *list)
663 {
664         int i;
665         
666         spin_lock(&zone->lock);
667         for (i = 0; i < count; ++i) {
668                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
669                 if (unlikely(page == NULL))
670                         break;
671                 list_add_tail(&page->lru, list);
672         }
673         spin_unlock(&zone->lock);
674         return i;
675 }
676
677 #ifdef CONFIG_NUMA
678 /*
679  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
680  * currently executing processor on remote nodes after they have
681  * expired.
682  *
683  * Note that this function must be called with the thread pinned to
684  * a single processor.
685  */
686 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
687 {
688         unsigned long flags;
689         int to_drain;
690
691         local_irq_save(flags);
692         if (pcp->count >= pcp->batch)
693                 to_drain = pcp->batch;
694         else
695                 to_drain = pcp->count;
696         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
697         pcp->count -= to_drain;
698         local_irq_restore(flags);
699 }
700 #endif
701
702 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
703 {
704         unsigned long flags;
705         struct zone *zone;
706         int i;
707
708         for_each_zone(zone) {
709                 struct per_cpu_pageset *pset;
710
711                 if (!populated_zone(zone))
712                         continue;
713
714                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
715                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
716                         struct per_cpu_pages *pcp;
717
718                         pcp = &pset->pcp[i];
719                         local_irq_save(flags);
720                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
721                         pcp->count = 0;
722                         local_irq_restore(flags);
723                 }
724         }
725 }
726
727 #ifdef CONFIG_PM
728
729 void mark_free_pages(struct zone *zone)
730 {
731         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
732         unsigned long flags;
733         int order;
734         struct list_head *curr;
735
736         if (!zone->spanned_pages)
737                 return;
738
739         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
740
741         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
742         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
743                 if (pfn_valid(pfn)) {
744                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
745
746                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
747                                 swsusp_unset_page_free(page);
748                 }
749
750         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
751                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
752                         unsigned long i;
753
754                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
755                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
756                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
757                 }
758
759         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
760 }
761
762 /*
763  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
764  */
765 void drain_local_pages(void)
766 {
767         unsigned long flags;
768
769         local_irq_save(flags);  
770         __drain_pages(smp_processor_id());
771         local_irq_restore(flags);       
772 }
773 #endif /* CONFIG_PM */
774
775 /*
776  * Free a 0-order page
777  */
778 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
779 {
780         struct zone *zone = page_zone(page);
781         struct per_cpu_pages *pcp;
782         unsigned long flags;
783
784         if (PageAnon(page))
785                 page->mapping = NULL;
786         if (free_pages_check(page))
787                 return;
788
789         if (!PageHighMem(page))
790                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
791         arch_free_page(page, 0);
792         kernel_map_pages(page, 1, 0);
793
794         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
795         local_irq_save(flags);
796         __count_vm_event(PGFREE);
797         list_add(&page->lru, &pcp->list);
798         pcp->count++;
799         if (pcp->count >= pcp->high) {
800                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
801                 pcp->count -= pcp->batch;
802         }
803         local_irq_restore(flags);
804         put_cpu();
805 }
806
807 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
808 {
809         free_hot_cold_page(page, 0);
810 }
811         
812 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
813 {
814         free_hot_cold_page(page, 1);
815 }
816
817 /*
818  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
819  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
820  * Each sub-page must be freed individually.
821  *
822  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
823  * Please consult with lkml before using this in your driver.
824  */
825 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
826 {
827         int i;
828
829         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
830         VM_BUG_ON(!page_count(page));
831         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
832                 set_page_refcounted(page + i);
833 }
834
835 /*
836  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
837  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
838  * or two.
839  */
840 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
841                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
842 {
843         unsigned long flags;
844         struct page *page;
845         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
846         int cpu;
847
848 again:
849         cpu  = get_cpu();
850         if (likely(order == 0)) {
851                 struct per_cpu_pages *pcp;
852
853                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
854                 local_irq_save(flags);
855                 if (!pcp->count) {
856                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
857                                                 pcp->batch, &pcp->list);
858                         if (unlikely(!pcp->count))
859                                 goto failed;
860                 }
861                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
862                 list_del(&page->lru);
863                 pcp->count--;
864         } else {
865                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
866                 page = __rmqueue(zone, order);
867                 spin_unlock(&zone->lock);
868                 if (!page)
869                         goto failed;
870         }
871
872         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
873         zone_statistics(zonelist, zone);
874         local_irq_restore(flags);
875         put_cpu();
876
877         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
878         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
879                 goto again;
880         return page;
881
882 failed:
883         local_irq_restore(flags);
884         put_cpu();
885         return NULL;
886 }
887
888 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
889 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
890 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
891 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
892 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
893 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
894 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
895
896 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
897
898 static struct fail_page_alloc_attr {
899         struct fault_attr attr;
900
901         u32 ignore_gfp_highmem;
902         u32 ignore_gfp_wait;
903
904 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
905
906         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
907         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
908
909 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
910
911 } fail_page_alloc = {
912         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
913         .ignore_gfp_wait = 1,
914         .ignore_gfp_highmem = 1,
915 };
916
917 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
918 {
919         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
920 }
921 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
922
923 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
924 {
925         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
926                 return 0;
927         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
928                 return 0;
929         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
930                 return 0;
931
932         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
933 }
934
935 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
936
937 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
938 {
939         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
940         struct dentry *dir;
941         int err;
942
943         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
944                                        "fail_page_alloc");
945         if (err)
946                 return err;
947         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
948
949         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
950                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
951                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
952
953         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
954                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
955                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
956
957         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
958                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
959                 err = -ENOMEM;
960                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
961                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
962                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
963         }
964
965         return err;
966 }
967
968 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
969
970 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
971
972 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
973
974 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
975 {
976         return 0;
977 }
978
979 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
980
981 /*
982  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
983  * of the allocation.
984  */
985 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
986                       int classzone_idx, int alloc_flags)
987 {
988         /* free_pages my go negative - that's OK */
989         long min = mark;
990         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
991         int o;
992
993         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
994                 min -= min / 2;
995         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
996                 min -= min / 4;
997
998         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
999                 return 0;
1000         for (o = 0; o < order; o++) {
1001                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1002                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1003
1004                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1005                 min >>= 1;
1006
1007                 if (free_pages <= min)
1008                         return 0;
1009         }
1010         return 1;
1011 }
1012
1013 #ifdef CONFIG_NUMA
1014 /*
1015  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1016  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1017  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1018  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1019  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1020  *
1021  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1022  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1023  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1024  *
1025  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1026  * nothing and returns NULL.
1027  *
1028  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1029  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1030  *
1031  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1032  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1033  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1034  * quickly as we can.
1035  */
1036 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1037 {
1038         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1039         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1040
1041         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1042         if (!zlc)
1043                 return NULL;
1044
1045         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1046                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1047                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1048         }
1049
1050         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1051                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1052                                         &node_online_map;
1053         return allowednodes;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1058  * if it is worth looking at further for free memory:
1059  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1060  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1061  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1062  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1063  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1064  * else return false (zero) if it is not.
1065  *
1066  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1067  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1068  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1069  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1070  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1071  * into the second scan of the zonelist.
1072  *
1073  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1074  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1075  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1076  * unturned looking for a free page.
1077  */
1078 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1079                                                 nodemask_t *allowednodes)
1080 {
1081         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1082         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1083         int n;                          /* node that zone *z is on */
1084
1085         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1086         if (!zlc)
1087                 return 1;
1088
1089         i = z - zonelist->zones;
1090         n = zlc->z_to_n[i];
1091
1092         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1093         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1098  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1099  * from that zone don't waste time re-examining it.
1100  */
1101 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1102 {
1103         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1104         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1105
1106         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1107         if (!zlc)
1108                 return;
1109
1110         i = z - zonelist->zones;
1111
1112         set_bit(i, zlc->fullzones);
1113 }
1114
1115 #else   /* CONFIG_NUMA */
1116
1117 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1118 {
1119         return NULL;
1120 }
1121
1122 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1123                                 nodemask_t *allowednodes)
1124 {
1125         return 1;
1126 }
1127
1128 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1129 {
1130 }
1131 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1132
1133 /*
1134  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1135  * a page.
1136  */
1137 static struct page *
1138 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1139                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1140 {
1141         struct zone **z;
1142         struct page *page = NULL;
1143         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1144         struct zone *zone;
1145         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1146         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1147         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1148
1149 zonelist_scan:
1150         /*
1151          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1152          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1153          */
1154         z = zonelist->zones;
1155
1156         do {
1157                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1158                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1159                                 continue;
1160                 zone = *z;
1161                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1162                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1163                                 break;
1164                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1165                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1166                                 goto try_next_zone;
1167
1168                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1169                         unsigned long mark;
1170                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1171                                 mark = zone->pages_min;
1172                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1173                                 mark = zone->pages_low;
1174                         else
1175                                 mark = zone->pages_high;
1176                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1177                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1178                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1179                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1180                                         goto this_zone_full;
1181                         }
1182                 }
1183
1184                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1185                 if (page)
1186                         break;
1187 this_zone_full:
1188                 if (NUMA_BUILD)
1189                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1190 try_next_zone:
1191                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1192                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1193                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1194                         zlc_active = 1;
1195                         did_zlc_setup = 1;
1196                 }
1197         } while (*(++z) != NULL);
1198
1199         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1200                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1201                 zlc_active = 0;
1202                 goto zonelist_scan;
1203         }
1204         return page;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1209  */
1210 struct page * fastcall
1211 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1212                 struct zonelist *zonelist)
1213 {
1214         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1215         struct zone **z;
1216         struct page *page;
1217         struct reclaim_state reclaim_state;
1218         struct task_struct *p = current;
1219         int do_retry;
1220         int alloc_flags;
1221         int did_some_progress;
1222
1223         might_sleep_if(wait);
1224
1225         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1226                 return NULL;
1227
1228 restart:
1229         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1230
1231         if (unlikely(*z == NULL)) {
1232                 /* Should this ever happen?? */
1233                 return NULL;
1234         }
1235
1236         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1237                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1238         if (page)
1239                 goto got_pg;
1240
1241         /*
1242          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1243          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1244          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1245          * using a larger set of nodes after it has established that the
1246          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1247          * over allocated.
1248          */
1249         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1250                 goto nopage;
1251
1252         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1253                 wakeup_kswapd(*z, order);
1254
1255         /*
1256          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1257          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1258          * to how we want to proceed.
1259          *
1260          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1261          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1262          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1263          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1264          */
1265         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1266         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1267                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1268         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1269                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1270         if (wait)
1271                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1272
1273         /*
1274          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1275          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1276          *
1277          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1278          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1279          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1280          */
1281         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1282         if (page)
1283                 goto got_pg;
1284
1285         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1286
1287 rebalance:
1288         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1289                         && !in_interrupt()) {
1290                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1291 nofail_alloc:
1292                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1293                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1294                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1295                         if (page)
1296                                 goto got_pg;
1297                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1298                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1299                                 goto nofail_alloc;
1300                         }
1301                 }
1302                 goto nopage;
1303         }
1304
1305         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1306         if (!wait)
1307                 goto nopage;
1308
1309         cond_resched();
1310
1311         /* We now go into synchronous reclaim */
1312         cpuset_memory_pressure_bump();
1313         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1314         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1315         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1316
1317         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1318
1319         p->reclaim_state = NULL;
1320         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1321
1322         cond_resched();
1323
1324         if (likely(did_some_progress)) {
1325                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1326                                                 zonelist, alloc_flags);
1327                 if (page)
1328                         goto got_pg;
1329         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1330                 /*
1331                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1332                  * very high watermark here, this is only to catch
1333                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1334                  * under heavy pressure.
1335                  */
1336                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1337                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1338                 if (page)
1339                         goto got_pg;
1340
1341                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1342                 goto restart;
1343         }
1344
1345         /*
1346          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1347          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1348          *
1349          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1350          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1351          */
1352         do_retry = 0;
1353         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1354                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1355                         do_retry = 1;
1356                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1357                         do_retry = 1;
1358         }
1359         if (do_retry) {
1360                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1361                 goto rebalance;
1362         }
1363
1364 nopage:
1365         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1366                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1367                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1368                         p->comm, order, gfp_mask);
1369                 dump_stack();
1370                 show_mem();
1371         }
1372 got_pg:
1373         return page;
1374 }
1375
1376 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1377
1378 /*
1379  * Common helper functions.
1380  */
1381 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1382 {
1383         struct page * page;
1384         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1385         if (!page)
1386                 return 0;
1387         return (unsigned long) page_address(page);
1388 }
1389
1390 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1391
1392 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1393 {
1394         struct page * page;
1395
1396         /*
1397          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1398          * a highmem page
1399          */
1400         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1401
1402         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1403         if (page)
1404                 return (unsigned long) page_address(page);
1405         return 0;
1406 }
1407
1408 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1409
1410 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1411 {
1412         int i = pagevec_count(pvec);
1413
1414         while (--i >= 0)
1415                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1416 }
1417
1418 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1419 {
1420         if (put_page_testzero(page)) {
1421                 if (order == 0)
1422                         free_hot_page(page);
1423                 else
1424                         __free_pages_ok(page, order);
1425         }
1426 }
1427
1428 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1429
1430 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1431 {
1432         if (addr != 0) {
1433                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1434                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1435         }
1436 }
1437
1438 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1439
1440 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1441 {
1442         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1443         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1444         unsigned int sum = 0;
1445
1446         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1447         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1448         struct zone *zone;
1449
1450         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1451                 unsigned long size = zone->present_pages;
1452                 unsigned long high = zone->pages_high;
1453                 if (size > high)
1454                         sum += size - high;
1455         }
1456
1457         return sum;
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1462  */
1463 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1464 {
1465         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1470  */
1471 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1472 {
1473         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1474 }
1475
1476 static inline void show_node(struct zone *zone)
1477 {
1478         if (NUMA_BUILD)
1479                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1480 }
1481
1482 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1483 {
1484         val->totalram = totalram_pages;
1485         val->sharedram = 0;
1486         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1487         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1488         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1489         val->freehigh = nr_free_highpages();
1490         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1491 }
1492
1493 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1494
1495 #ifdef CONFIG_NUMA
1496 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1497 {
1498         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1499
1500         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1501         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1502 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1503         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1504         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1505                         NR_FREE_PAGES);
1506 #else
1507         val->totalhigh = 0;
1508         val->freehigh = 0;
1509 #endif
1510         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1511 }
1512 #endif
1513
1514 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1515
1516 /*
1517  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1518  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1519  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1520  */
1521 void show_free_areas(void)
1522 {
1523         int cpu;
1524         struct zone *zone;
1525
1526         for_each_zone(zone) {
1527                 if (!populated_zone(zone))
1528                         continue;
1529
1530                 show_node(zone);
1531                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1532
1533                 for_each_online_cpu(cpu) {
1534                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1535
1536                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1537
1538                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1539                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1540                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1541                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1542                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1543                                pageset->pcp[1].count);
1544                 }
1545         }
1546
1547         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1548                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1549                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1550                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1551                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1552                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1553                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1554                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1555                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1556                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1557                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1558                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1559                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1560
1561         for_each_zone(zone) {
1562                 int i;
1563
1564                 if (!populated_zone(zone))
1565                         continue;
1566
1567                 show_node(zone);
1568                 printk("%s"
1569                         " free:%lukB"
1570                         " min:%lukB"
1571                         " low:%lukB"
1572                         " high:%lukB"
1573                         " active:%lukB"
1574                         " inactive:%lukB"
1575                         " present:%lukB"
1576                         " pages_scanned:%lu"
1577                         " all_unreclaimable? %s"
1578                         "\n",
1579                         zone->name,
1580                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1581                         K(zone->pages_min),
1582                         K(zone->pages_low),
1583                         K(zone->pages_high),
1584                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1585                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1586                         K(zone->present_pages),
1587                         zone->pages_scanned,
1588                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1589                         );
1590                 printk("lowmem_reserve[]:");
1591                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1592                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1593                 printk("\n");
1594         }
1595
1596         for_each_zone(zone) {
1597                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1598
1599                 if (!populated_zone(zone))
1600                         continue;
1601
1602                 show_node(zone);
1603                 printk("%s: ", zone->name);
1604
1605                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1606                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1607                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1608                         total += nr[order] << order;
1609                 }
1610                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1611                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1612                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1613                 printk("= %lukB\n", K(total));
1614         }
1615
1616         show_swap_cache_info();
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Builds allocation fallback zone lists.
1621  *
1622  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1623  */
1624 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1625                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1626 {
1627         struct zone *zone;
1628
1629         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1630         zone_type++;
1631
1632         do {
1633                 zone_type--;
1634                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1635                 if (populated_zone(zone)) {
1636                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1637                         check_highest_zone(zone_type);
1638                 }
1639
1640         } while (zone_type);
1641         return nr_zones;
1642 }
1643
1644 #ifdef CONFIG_NUMA
1645 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1646 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1647 /**
1648  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1649  * @node: node whose fallback list we're appending
1650  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1651  *
1652  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1653  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1654  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1655  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1656  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1657  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1658  * on them otherwise.
1659  * It returns -1 if no node is found.
1660  */
1661 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1662 {
1663         int n, val;
1664         int min_val = INT_MAX;
1665         int best_node = -1;
1666
1667         /* Use the local node if we haven't already */
1668         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1669                 node_set(node, *used_node_mask);
1670                 return node;
1671         }
1672
1673         for_each_online_node(n) {
1674                 cpumask_t tmp;
1675
1676                 /* Don't want a node to appear more than once */
1677                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1678                         continue;
1679
1680                 /* Use the distance array to find the distance */
1681                 val = node_distance(node, n);
1682
1683                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1684                 val += (n < node);
1685
1686                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1687                 tmp = node_to_cpumask(n);
1688                 if (!cpus_empty(tmp))
1689                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1690
1691                 /* Slight preference for less loaded node */
1692                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1693                 val += node_load[n];
1694
1695                 if (val < min_val) {
1696                         min_val = val;
1697                         best_node = n;
1698                 }
1699         }
1700
1701         if (best_node >= 0)
1702                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1703
1704         return best_node;
1705 }
1706
1707 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1708 {
1709         int j, node, local_node;
1710         enum zone_type i;
1711         int prev_node, load;
1712         struct zonelist *zonelist;
1713         nodemask_t used_mask;
1714
1715         /* initialize zonelists */
1716         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1717                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1718                 zonelist->zones[0] = NULL;
1719         }
1720
1721         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1722         local_node = pgdat->node_id;
1723         load = num_online_nodes();
1724         prev_node = local_node;
1725         nodes_clear(used_mask);
1726         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1727                 int distance = node_distance(local_node, node);
1728
1729                 /*
1730                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1731                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1732                  */
1733                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1734                         zone_reclaim_mode = 1;
1735
1736                 /*
1737                  * We don't want to pressure a particular node.
1738                  * So adding penalty to the first node in same
1739                  * distance group to make it round-robin.
1740                  */
1741
1742                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1743                         node_load[node] += load;
1744                 prev_node = node;
1745                 load--;
1746                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1747                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1748                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1749
1750                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1751                         zonelist->zones[j] = NULL;
1752                 }
1753         }
1754 }
1755
1756 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1757 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1758 {
1759         int i;
1760
1761         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1762                 struct zonelist *zonelist;
1763                 struct zonelist_cache *zlc;
1764                 struct zone **z;
1765
1766                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1767                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1768                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1769                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1770                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1771         }
1772 }
1773
1774 #else   /* CONFIG_NUMA */
1775
1776 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1777 {
1778         int node, local_node;
1779         enum zone_type i,j;
1780
1781         local_node = pgdat->node_id;
1782         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1783                 struct zonelist *zonelist;
1784
1785                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1786
1787                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1788                 /*
1789                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1790                  * of all the other nodes.
1791                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1792                  * building the zones for node N, we make sure that the
1793                  * zones coming right after the local ones are those from
1794                  * node N+1 (modulo N)
1795                  */
1796                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1797                         if (!node_online(node))
1798                                 continue;
1799                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1800                 }
1801                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1802                         if (!node_online(node))
1803                                 continue;
1804                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1805                 }
1806
1807                 zonelist->zones[j] = NULL;
1808         }
1809 }
1810
1811 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1812 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1813 {
1814         int i;
1815
1816         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1817                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1818 }
1819
1820 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1821
1822 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1823 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1824 {
1825         int nid;
1826
1827         for_each_online_node(nid) {
1828                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1829                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1830         }
1831         return 0;
1832 }
1833
1834 void __meminit build_all_zonelists(void)
1835 {
1836         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1837                 __build_all_zonelists(NULL);
1838                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1839         } else {
1840                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1841                    of zonelist */
1842                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1843                 /* cpuset refresh routine should be here */
1844         }
1845         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1846         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1847                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1852  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1853  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1854  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1855  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1856  * conservative, even though it seems large.
1857  *
1858  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1859  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1860  */
1861 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1862
1863 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1864 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1865 {
1866         unsigned long size = 1;
1867
1868         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1869
1870         while (size < pages)
1871                 size <<= 1;
1872
1873         /*
1874          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1875          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1876          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1877          */
1878         size = min(size, 4096UL);
1879
1880         return max(size, 4UL);
1881 }
1882 #else
1883 /*
1884  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1885  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1886  *
1887  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1888  *
1889  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1890  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1891  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1892  *
1893  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1894  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1895  *
1896  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1897  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1898  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1899  */
1900 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1901 {
1902         return 4096UL;
1903 }
1904 #endif
1905
1906 /*
1907  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1908  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1909  * hash function before the remainder is taken.
1910  */
1911 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1912 {
1913         return ffz(~size);
1914 }
1915
1916 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1917
1918 /*
1919  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1920  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1921  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1922  */
1923 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1924                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1925 {
1926         struct page *page;
1927         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1928         unsigned long pfn;
1929
1930         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1931                 /*
1932                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1933                  * handed to this function.  They do not
1934                  * exist on hotplugged memory.
1935                  */
1936                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1937                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1938                                 continue;
1939                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1940                                 continue;
1941                 }
1942                 page = pfn_to_page(pfn);
1943                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1944                 init_page_count(page);
1945                 reset_page_mapcount(page);
1946                 SetPageReserved(page);
1947                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1948 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1949                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1950                 if (!is_highmem_idx(zone))
1951                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1952 #endif
1953         }
1954 }
1955
1956 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1957                                 unsigned long size)
1958 {
1959         int order;
1960         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1961                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1962                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1963         }
1964 }
1965
1966 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1967 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1968         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
1969 #endif
1970
1971 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1972 {
1973         int batch;
1974
1975         /*
1976          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1977          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1978          *
1979          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1980          */
1981         batch = zone->present_pages / 1024;
1982         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1983                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1984         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1985         if (batch < 1)
1986                 batch = 1;
1987
1988         /*
1989          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1990          * of 2 value was found to be more likely to have
1991          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1992          *
1993          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1994          * batches of pages, one task can end up with a lot
1995          * of pages of one half of the possible page colors
1996          * and the other with pages of the other colors.
1997          */
1998         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1999
2000         return batch;
2001 }
2002
2003 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2004 {
2005         struct per_cpu_pages *pcp;
2006
2007         memset(p, 0, sizeof(*p));
2008
2009         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2010         pcp->count = 0;
2011         pcp->high = 6 * batch;
2012         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2013         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2014
2015         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2016         pcp->count = 0;
2017         pcp->high = 2 * batch;
2018         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2019         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2020 }
2021
2022 /*
2023  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2024  * to the value high for the pageset p.
2025  */
2026
2027 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2028                                 unsigned long high)
2029 {
2030         struct per_cpu_pages *pcp;
2031
2032         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2033         pcp->high = high;
2034         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2035         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2036                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2037 }
2038
2039
2040 #ifdef CONFIG_NUMA
2041 /*
2042  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2043  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2044  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2045  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2046  * with interrupts disabled.
2047  *
2048  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2049  *
2050  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2051  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2052  * hotplugged processors.
2053  *
2054  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2055  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2056  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2057  */
2058 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2059
2060 /*
2061  * Dynamically allocate memory for the
2062  * per cpu pageset array in struct zone.
2063  */
2064 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2065 {
2066         struct zone *zone, *dzone;
2067
2068         for_each_zone(zone) {
2069
2070                 if (!populated_zone(zone))
2071                         continue;
2072
2073                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2074                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2075                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2076                         goto bad;
2077
2078                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2079
2080                 if (percpu_pagelist_fraction)
2081                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2082                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2083         }
2084
2085         return 0;
2086 bad:
2087         for_each_zone(dzone) {
2088                 if (dzone == zone)
2089                         break;
2090                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2091                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2092         }
2093         return -ENOMEM;
2094 }
2095
2096 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2097 {
2098         struct zone *zone;
2099
2100         for_each_zone(zone) {
2101                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2102
2103                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2104                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2105                         kfree(pset);
2106                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2107         }
2108 }
2109
2110 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2111                 unsigned long action,
2112                 void *hcpu)
2113 {
2114         int cpu = (long)hcpu;
2115         int ret = NOTIFY_OK;
2116
2117         switch (action) {
2118         case CPU_UP_PREPARE:
2119         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2120                 if (process_zones(cpu))
2121                         ret = NOTIFY_BAD;
2122                 break;
2123         case CPU_UP_CANCELED:
2124         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2125         case CPU_DEAD:
2126         case CPU_DEAD_FROZEN:
2127                 free_zone_pagesets(cpu);
2128                 break;
2129         default:
2130                 break;
2131         }
2132         return ret;
2133 }
2134
2135 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2136         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2137
2138 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2139 {
2140         int err;
2141
2142         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2143          * A cpuup callback will do this for every cpu
2144          * as it comes online
2145          */
2146         err = process_zones(smp_processor_id());
2147         BUG_ON(err);
2148         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2149 }
2150
2151 #endif
2152
2153 static noinline __init_refok
2154 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2155 {
2156         int i;
2157         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2158         size_t alloc_size;
2159
2160         /*
2161          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2162          * per zone.
2163          */
2164         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2165                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2166         zone->wait_table_bits =
2167                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2168         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2169                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2170
2171         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2172                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2173                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2174         } else {
2175                 /*
2176                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2177                  * via memory hot-add.
2178                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2179                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2180                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2181                  * node itself as well.
2182                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2183                  * necessary.
2184                  */
2185                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2186         }
2187         if (!zone->wait_table)
2188                 return -ENOMEM;
2189
2190         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2191                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2192
2193         return 0;
2194 }
2195
2196 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2197 {
2198         int cpu;
2199         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2200
2201         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2202 #ifdef CONFIG_NUMA
2203                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2204                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2205                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2206 #else
2207                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2208 #endif
2209         }
2210         if (zone->present_pages)
2211                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2212                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2213 }
2214
2215 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2216                                         unsigned long zone_start_pfn,
2217                                         unsigned long size,
2218                                         enum memmap_context context)
2219 {
2220         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2221         int ret;
2222         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2223         if (ret)
2224                 return ret;
2225         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2226
2227         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2228
2229         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2230
2231         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2232
2233         return 0;
2234 }
2235
2236 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2237 /*
2238  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2239  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2240  */
2241 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2242 {
2243         int i;
2244
2245         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2246                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2247                         return i;
2248
2249         return -1;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2254  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2255  */
2256 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2257 {
2258         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2259                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2260                         return index;
2261
2262         return -1;
2263 }
2264
2265 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2266 /*
2267  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2268  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2269  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2270  * alternative
2271  */
2272 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2273 {
2274         int i;
2275
2276         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2277                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2278                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2279
2280                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2281                         return early_node_map[i].nid;
2282         }
2283
2284         return 0;
2285 }
2286 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2287
2288 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2289 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2290         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2291                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2292
2293 /**
2294  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2295  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2296  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2297  *
2298  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2299  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2300  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2301  */
2302 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2303                                                 unsigned long max_low_pfn)
2304 {
2305         int i;
2306
2307         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2308                 unsigned long size_pages = 0;
2309                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2310
2311                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2312                         continue;
2313
2314                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2315                         end_pfn = max_low_pfn;
2316
2317                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2318                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2319                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2320                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2321         }
2322 }
2323
2324 /**
2325  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2326  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2327  *
2328  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2329  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2330  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2331  */
2332 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2333 {
2334         int i;
2335
2336         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2337                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2338                                 early_node_map[i].start_pfn,
2339                                 early_node_map[i].end_pfn);
2340 }
2341
2342 /**
2343  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2344  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2345  * @start_pfn: The start pfn of the node
2346  * @end_pfn: The end pfn of the node
2347  *
2348  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2349  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2350  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2351  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2352  * be used later.
2353  */
2354 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2355 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2356                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2357 {
2358         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2359                         nid, start_pfn, end_pfn);
2360
2361         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2362         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2363                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2364
2365         /* Update the boundaries */
2366         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2367                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2368         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2369                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2370 }
2371
2372 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2373 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2374                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2375 {
2376         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2377                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2378
2379         /* Return if boundary information has not been provided */
2380         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2381                 return;
2382
2383         /* Check the boundaries and update if necessary */
2384         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2385                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2386         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2387                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2388 }
2389 #else
2390 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2391                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2392
2393 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2394                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2395 #endif
2396
2397
2398 /**
2399  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2400  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2401  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2402  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2403  *
2404  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2405  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2406  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2407  * PFNs will be 0.
2408  */
2409 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2410                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2411 {
2412         int i;
2413         *start_pfn = -1UL;
2414         *end_pfn = 0;
2415
2416         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2417                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2418                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2419         }
2420
2421         if (*start_pfn == -1UL) {
2422                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2423                 *start_pfn = 0;
2424         }
2425
2426         /* Push the node boundaries out if requested */
2427         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2432  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2433  */
2434 unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2435                                         unsigned long zone_type,
2436                                         unsigned long *ignored)
2437 {
2438         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2439         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2440
2441         /* Get the start and end of the node and zone */
2442         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2443         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2444         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2445
2446         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2447         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2448                 return 0;
2449
2450         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2451         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2452         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2453
2454         /* Return the spanned pages */
2455         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2460  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2461  */
2462 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2463                                 unsigned long range_start_pfn,
2464                                 unsigned long range_end_pfn)
2465 {
2466         int i = 0;
2467         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2468         unsigned long start_pfn;
2469
2470         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2471         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2472         if (i == -1)
2473                 return 0;
2474
2475         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2476         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2477                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2478
2479         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2480
2481         /* Find all holes for the zone within the node */
2482         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2483
2484                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2485                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2486                         break;
2487
2488                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2489                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2490                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2491
2492                 /* Update the hole size cound and move on */
2493                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2494                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2495                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2496                 }
2497                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2498         }
2499
2500         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2501         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2502                 hole_pages += range_end_pfn -
2503                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2504
2505         return hole_pages;
2506 }
2507
2508 /**
2509  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2510  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2511  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2512  *
2513  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2514  */
2515 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2516                                                         unsigned long end_pfn)
2517 {
2518         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2519 }
2520
2521 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2522 unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2523                                         unsigned long zone_type,
2524                                         unsigned long *ignored)
2525 {
2526         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2527         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2528
2529         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2530         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2531                                                         node_start_pfn);
2532         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2533                                                         node_end_pfn);
2534
2535         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2536 }
2537
2538 #else
2539 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2540                                         unsigned long zone_type,
2541                                         unsigned long *zones_size)
2542 {
2543         return zones_size[zone_type];
2544 }
2545
2546 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2547                                                 unsigned long zone_type,
2548                                                 unsigned long *zholes_size)
2549 {
2550         if (!zholes_size)
2551                 return 0;
2552
2553         return zholes_size[zone_type];
2554 }
2555
2556 #endif
2557
2558 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2559                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2560 {
2561         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2562         enum zone_type i;
2563
2564         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2565                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2566                                                                 zones_size);
2567         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2568
2569         realtotalpages = totalpages;
2570         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2571                 realtotalpages -=
2572                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2573                                                                 zholes_size);
2574         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2575         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2576                                                         realtotalpages);
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Set up the zone data structures:
2581  *   - mark all pages reserved
2582  *   - mark all memory queues empty
2583  *   - clear the memory bitmaps
2584  */
2585 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2586                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2587 {
2588         enum zone_type j;
2589         int nid = pgdat->node_id;
2590         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2591         int ret;
2592
2593         pgdat_resize_init(pgdat);
2594         pgdat->nr_zones = 0;
2595         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2596         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2597         
2598         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2599                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2600                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2601
2602                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2603                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2604                                                                 zholes_size);
2605
2606                 /*
2607                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2608                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2609                  * and per-cpu initialisations
2610                  */
2611                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2612                 if (realsize >= memmap_pages) {
2613                         realsize -= memmap_pages;
2614                         printk(KERN_DEBUG
2615                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2616                                 zone_names[j], memmap_pages);
2617                 } else
2618                         printk(KERN_WARNING
2619                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2620                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2621
2622                 /* Account for reserved pages */
2623                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2624                         realsize -= dma_reserve;
2625                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2626                                         zone_names[0], dma_reserve);
2627                 }
2628
2629                 if (!is_highmem_idx(j))
2630                         nr_kernel_pages += realsize;
2631                 nr_all_pages += realsize;
2632
2633                 zone->spanned_pages = size;
2634                 zone->present_pages = realsize;
2635 #ifdef CONFIG_NUMA
2636                 zone->node = nid;
2637                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2638                                                 / 100;
2639                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2640 #endif
2641                 zone->name = zone_names[j];
2642                 spin_lock_init(&zone->lock);
2643                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2644                 zone_seqlock_init(zone);
2645                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2646
2647                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2648
2649                 zone_pcp_init(zone);
2650                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2651                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2652                 zone->nr_scan_active = 0;
2653                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2654                 zap_zone_vm_stats(zone);
2655                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2656                 if (!size)
2657                         continue;
2658
2659                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2660                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2661                 BUG_ON(ret);
2662                 zone_start_pfn += size;
2663         }
2664 }
2665
2666 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2667 {
2668         /* Skip empty nodes */
2669         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2670                 return;
2671
2672 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2673         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2674         if (!pgdat->node_mem_map) {
2675                 unsigned long size, start, end;
2676                 struct page *map;
2677
2678                 /*
2679                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2680                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2681                  * for the buddy allocator to function correctly.
2682                  */
2683                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2684                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2685                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2686                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2687                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2688                 if (!map)
2689                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2690                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2691         }
2692 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2693         /*
2694          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2695          */
2696         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2697                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2698 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2699                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2700                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2701 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2702         }
2703 #endif
2704 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2705 }
2706
2707 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2708                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2709                 unsigned long *zholes_size)
2710 {
2711         pgdat->node_id = nid;
2712         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2713         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2714
2715         alloc_node_mem_map(pgdat);
2716
2717         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2718 }
2719
2720 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2721
2722 #if MAX_NUMNODES > 1
2723 /*
2724  * Figure out the number of possible node ids.
2725  */
2726 static void __init setup_nr_node_ids(void)
2727 {
2728         unsigned int node;
2729         unsigned int highest = 0;
2730
2731         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
2732                 highest = node;
2733         nr_node_ids = highest + 1;
2734 }
2735 #else
2736 static inline void setup_nr_node_ids(void)
2737 {
2738 }
2739 #endif
2740
2741 /**
2742  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2743  * @nid: The node ID the range resides on
2744  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2745  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2746  *
2747  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2748  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2749  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2750  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2751  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2752  */
2753 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2754                                                 unsigned long end_pfn)
2755 {
2756         int i;
2757
2758         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2759                           "%d entries of %d used\n",
2760                           nid, start_pfn, end_pfn,
2761                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2762
2763         /* Merge with existing active regions if possible */
2764         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2765                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2766                         continue;
2767
2768                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2769                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2770                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2771                         return;
2772
2773                 /* Merge forward if suitable */
2774                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2775                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2776                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2777                         return;
2778                 }
2779
2780                 /* Merge backward if suitable */
2781                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2782                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2783                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2784                         return;
2785                 }
2786         }
2787
2788         /* Check that early_node_map is large enough */
2789         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2790                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2791                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2792                 return;
2793         }
2794
2795         early_node_map[i].nid = nid;
2796         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2797         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2798         nr_nodemap_entries = i + 1;
2799 }
2800
2801 /**
2802  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2803  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2804  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2805  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2806  *
2807  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2808  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2809  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2810  * an existing registered range.
2811  */
2812 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2813                                                 unsigned long new_end_pfn)
2814 {
2815         int i;
2816
2817         /* Find the old active region end and shrink */
2818         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2819                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2820                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2821                         break;
2822                 }
2823 }
2824
2825 /**
2826  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2827  *
2828  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2829  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2830  * all currently registered regions.
2831  */
2832 void __init remove_all_active_ranges(void)
2833 {
2834         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2835         nr_nodemap_entries = 0;
2836 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2837         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2838         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2839 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2840 }
2841
2842 /* Compare two active node_active_regions */
2843 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2844 {
2845         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2846         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2847
2848         /* Done this way to avoid overflows */
2849         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2850                 return 1;
2851         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2852                 return -1;
2853
2854         return 0;
2855 }
2856
2857 /* sort the node_map by start_pfn */
2858 static void __init sort_node_map(void)
2859 {
2860         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2861                         sizeof(struct node_active_region),
2862                         cmp_node_active_region, NULL);
2863 }
2864
2865 /* Find the lowest pfn for a node */
2866 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2867 {
2868         int i;
2869         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
2870
2871         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2872         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2873                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2874
2875         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
2876                 printk(KERN_WARNING
2877                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2878                 return 0;
2879         }
2880
2881         return min_pfn;
2882 }
2883
2884 /**
2885  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2886  *
2887  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2888  * add_active_range().
2889  */
2890 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2891 {
2892         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2893 }
2894
2895 /**
2896  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2897  *
2898  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2899  * add_active_range().
2900  */
2901 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2902 {
2903         int i;
2904         unsigned long max_pfn = 0;
2905
2906         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2907                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2908
2909         return max_pfn;
2910 }
2911
2912 /**
2913  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2914  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2915  *
2916  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2917  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2918  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2919  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2920  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2921  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2922  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2923  * at arch_max_dma_pfn.
2924  */
2925 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2926 {
2927         unsigned long nid;
2928         enum zone_type i;
2929
2930         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
2931         sort_node_map();
2932
2933         /* Record where the zone boundaries are */
2934         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2935                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2936         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2937                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2938         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2939         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2940         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2941                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2942                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2943                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2944                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2945         }
2946
2947         /* Print out the zone ranges */
2948         printk("Zone PFN ranges:\n");
2949         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2950                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2951                                 zone_names[i],
2952                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2953                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2954
2955         /* Print out the early_node_map[] */
2956         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2957         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2958                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2959                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2960                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2961
2962         /* Initialise every node */
2963         setup_nr_node_ids();
2964         for_each_online_node(nid) {
2965                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2966                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2967                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2968         }
2969 }
2970 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2971
2972 /**
2973  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2974  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2975  *
2976  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2977  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2978  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2979  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2980  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2981  * smaller per-cpu batchsize.
2982  */
2983 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2984 {
2985         dma_reserve = new_dma_reserve;
2986 }
2987
2988 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2989 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2990 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2991
2992 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2993 #endif
2994
2995 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2996 {
2997         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2998                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2999 }
3000
3001 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3002                                  unsigned long action, void *hcpu)
3003 {
3004         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3005
3006         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
3007                 local_irq_disable();
3008                 __drain_pages(cpu);
3009                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3010                 local_irq_enable();
3011                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3012         }
3013         return NOTIFY_OK;
3014 }
3015
3016 void __init page_alloc_init(void)
3017 {
3018         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3019 }
3020
3021 /*
3022  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3023  *      or min_free_kbytes changes.
3024  */
3025 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3026 {
3027         struct pglist_data *pgdat;
3028         unsigned long reserve_pages = 0;
3029         enum zone_type i, j;
3030
3031         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3032                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3033                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3034                         unsigned long max = 0;
3035
3036                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3037                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3038                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3039                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3040                         }
3041
3042                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3043                         max += zone->pages_high;
3044
3045                         if (max > zone->present_pages)
3046                                 max = zone->present_pages;
3047                         reserve_pages += max;
3048                 }
3049         }
3050         totalreserve_pages = reserve_pages;
3051 }
3052
3053 /*
3054  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3055  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3056  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3057  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3058  */
3059 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3060 {
3061         struct pglist_data *pgdat;
3062         enum zone_type j, idx;
3063
3064         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3065                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3066                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3067                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3068
3069                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3070
3071                         idx = j;
3072                         while (idx) {
3073                                 struct zone *lower_zone;
3074
3075                                 idx--;
3076
3077                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3078                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3079
3080                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3081                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3082                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3083                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3084                         }
3085                 }
3086         }
3087
3088         /* update totalreserve_pages */
3089         calculate_totalreserve_pages();
3090 }
3091
3092 /**
3093  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3094  *
3095  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3096  * with respect to min_free_kbytes.
3097  */
3098 void setup_per_zone_pages_min(void)
3099 {
3100         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3101         unsigned long lowmem_pages = 0;
3102         struct zone *zone;
3103         unsigned long flags;
3104
3105         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3106         for_each_zone(zone) {
3107                 if (!is_highmem(zone))
3108                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3109         }
3110
3111         for_each_zone(zone) {
3112                 u64 tmp;
3113
3114                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3115                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3116                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3117                 if (is_highmem(zone)) {
3118                         /*
3119                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3120                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3121                          * value here.
3122                          *
3123                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3124                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3125                          * not be capped for highmem.
3126                          */
3127                         int min_pages;
3128
3129                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3130                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3131                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3132                         if (min_pages > 128)
3133                                 min_pages = 128;
3134                         zone->pages_min = min_pages;
3135                 } else {
3136                         /*
3137                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3138                          * proportionate to the zone's size.
3139                          */
3140                         zone->pages_min = tmp;
3141                 }
3142
3143                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3144                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3145                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3146         }
3147
3148         /* update totalreserve_pages */
3149         calculate_totalreserve_pages();
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Initialise min_free_kbytes.
3154  *
3155  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3156  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3157  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3158  *
3159  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3160  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3161  *
3162  * which yields
3163  *
3164  * 16MB:        512k
3165  * 32MB:        724k
3166  * 64MB:        1024k
3167  * 128MB:       1448k
3168  * 256MB:       2048k
3169  * 512MB:       2896k
3170  * 1024MB:      4096k
3171  * 2048MB:      5792k
3172  * 4096MB:      8192k
3173  * 8192MB:      11584k
3174  * 16384MB:     16384k
3175  */
3176 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3177 {
3178         unsigned long lowmem_kbytes;
3179
3180         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3181
3182         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3183         if (min_free_kbytes < 128)
3184                 min_free_kbytes = 128;
3185         if (min_free_kbytes > 65536)
3186                 min_free_kbytes = 65536;
3187         setup_per_zone_pages_min();
3188         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3189         return 0;
3190 }
3191 module_init(init_per_zone_pages_min)
3192
3193 /*
3194  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3195  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3196  *      changes.
3197  */
3198 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3199         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3200 {
3201         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3202         if (write)
3203                 setup_per_zone_pages_min();
3204         return 0;
3205 }
3206
3207 #ifdef CONFIG_NUMA
3208 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3209         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3210 {
3211         struct zone *zone;
3212         int rc;
3213
3214         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3215         if (rc)
3216                 return rc;
3217
3218         for_each_zone(zone)
3219                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3220                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3225         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3226 {
3227         struct zone *zone;
3228         int rc;
3229
3230         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3231         if (rc)
3232                 return rc;
3233
3234         for_each_zone(zone)
3235                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3236                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3237         return 0;
3238 }
3239 #endif
3240
3241 /*
3242  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3243  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3244  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3245  *
3246  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3247  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3248  * if in function of the boot time zone sizes.
3249  */
3250 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3251         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3252 {
3253         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3254         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3255         return 0;
3256 }
3257
3258 /*
3259  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3260  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3261  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3262  */
3263
3264 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3265         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3266 {
3267         struct zone *zone;
3268         unsigned int cpu;
3269         int ret;
3270
3271         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3272         if (!write || (ret == -EINVAL))
3273                 return ret;
3274         for_each_zone(zone) {
3275                 for_each_online_cpu(cpu) {
3276                         unsigned long  high;
3277                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3278                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3279                 }
3280         }
3281         return 0;
3282 }
3283
3284 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3285
3286 #ifdef CONFIG_NUMA
3287 static int __init set_hashdist(char *str)
3288 {
3289         if (!str)
3290                 return 0;
3291         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3292         return 1;
3293 }
3294 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3295 #endif
3296
3297 /*
3298  * allocate a large system hash table from bootmem
3299  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3300  *   quantity of entries
3301  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3302  */
3303 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3304                                      unsigned long bucketsize,
3305                                      unsigned long numentries,
3306                                      int scale,
3307                                      int flags,
3308                                      unsigned int *_hash_shift,
3309                                      unsigned int *_hash_mask,
3310                                      unsigned long limit)
3311 {
3312         unsigned long long max = limit;
3313         unsigned long log2qty, size;
3314         void *table = NULL;
3315
3316         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3317         if (!numentries) {
3318                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3319                 numentries = nr_kernel_pages;
3320                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3321                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3322                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3323
3324                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3325                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3326                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3327                 else
3328                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3329
3330                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3331                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3332                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3333         }
3334         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3335
3336         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3337         if (max == 0) {
3338                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3339                 do_div(max, bucketsize);
3340         }
3341
3342         if (numentries > max)
3343                 numentries = max;
3344
3345         log2qty = ilog2(numentries);
3346
3347         do {
3348                 size = bucketsize << log2qty;
3349                 if (flags & HASH_EARLY)
3350                         table = alloc_bootmem(size);
3351                 else if (hashdist)
3352                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3353                 else {
3354                         unsigned long order;
3355                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3356                                 ;
3357                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3358                 }
3359         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3360
3361         if (!table)
3362                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3363
3364         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3365                tablename,
3366                (1U << log2qty),
3367                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3368                size);
3369
3370         if (_hash_shift)
3371                 *_hash_shift = log2qty;
3372         if (_hash_mask)
3373                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3374
3375         return table;
3376 }
3377
3378 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3379 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3380 {
3381         return __pfn_to_page(pfn);
3382 }
3383 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3384 {
3385         return __page_to_pfn(page);
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3388 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3389 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3390
3391