[PATCH] mm: shrink_inactive_lis() nr_scan accounting fix
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
46  * initializer cleaner
47  */
48 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
49 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
50 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
51 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
52 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
55 long nr_swap_pages;
56 int percpu_pagelist_fraction;
57
58 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
59
60 /*
61  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
62  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
63  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
64  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
65  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
66  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
67  *
68  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
69  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
70  */
71 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
72
73 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
74
75 /*
76  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
77  * id is encoded in the upper bits of page->flags
78  */
79 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
80 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
81
82 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
83 int min_free_kbytes = 1024;
84
85 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
86 unsigned long __initdata nr_all_pages;
87
88 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
89 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
90 {
91         int ret = 0;
92         unsigned seq;
93         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
94
95         do {
96                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
97                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
98                         ret = 1;
99                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
100                         ret = 1;
101         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
102
103         return ret;
104 }
105
106 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
107 {
108 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
109         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
110                 return 0;
111 #endif
112         if (zone != page_zone(page))
113                 return 0;
114
115         return 1;
116 }
117 /*
118  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
119  */
120 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
121 {
122         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
123                 return 1;
124         if (!page_is_consistent(zone, page))
125                 return 1;
126
127         return 0;
128 }
129
130 #else
131 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
132 {
133         return 0;
134 }
135 #endif
136
137 static void bad_page(struct page *page)
138 {
139         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
140                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
141                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
142                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
143                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
144                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
145                 page_mapcount(page), page_count(page));
146         dump_stack();
147         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
148                         1 << PG_private |
149                         1 << PG_locked  |
150                         1 << PG_active  |
151                         1 << PG_dirty   |
152                         1 << PG_reclaim |
153                         1 << PG_slab    |
154                         1 << PG_swapcache |
155                         1 << PG_writeback );
156         set_page_count(page, 0);
157         reset_page_mapcount(page);
158         page->mapping = NULL;
159         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
160 }
161
162 /*
163  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
164  *
165  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
166  *
167  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
168  *
169  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
170  * the head page (even the head page has this).
171  *
172  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
173  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
174  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
175  */
176
177 static void free_compound_page(struct page *page)
178 {
179         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
180 }
181
182 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
183 {
184         int i;
185         int nr_pages = 1 << order;
186
187         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
188         page[1].lru.prev = (void *)order;
189         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
190                 struct page *p = page + i;
191
192                 __SetPageCompound(p);
193                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
194         }
195 }
196
197 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
198 {
199         int i;
200         int nr_pages = 1 << order;
201
202         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
203                 bad_page(page);
204
205         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
206                 struct page *p = page + i;
207
208                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
209                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
210                         bad_page(page);
211                 __ClearPageCompound(p);
212         }
213 }
214
215 /*
216  * function for dealing with page's order in buddy system.
217  * zone->lock is already acquired when we use these.
218  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
219  */
220 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
221         return page_private(page);
222 }
223
224 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
225         set_page_private(page, order);
226         __SetPagePrivate(page);
227 }
228
229 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
230 {
231         __ClearPagePrivate(page);
232         set_page_private(page, 0);
233 }
234
235 /*
236  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
237  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
238  *
239  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
240  * the following equation:
241  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
242  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
243  * 1 buddy is #10:
244  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
245  *
246  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
247  * satisfies the following equation:
248  *     P = B & ~(1 << O)
249  *
250  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
251  */
252 static inline struct page *
253 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
254 {
255         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
256
257         return page + (buddy_idx - page_idx);
258 }
259
260 static inline unsigned long
261 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
262 {
263         return (page_idx & ~(1 << order));
264 }
265
266 /*
267  * This function checks whether a page is free && is the buddy
268  * we can do coalesce a page and its buddy if
269  * (a) the buddy is not in a hole &&
270  * (b) the buddy is free &&
271  * (c) the buddy is on the buddy system &&
272  * (d) a page and its buddy have the same order.
273  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
274  *
275  */
276 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
277 {
278 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
279         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
280                 return 0;
281 #endif
282
283        if (PagePrivate(page)           &&
284            (page_order(page) == order) &&
285             page_count(page) == 0)
286                return 1;
287        return 0;
288 }
289
290 /*
291  * Freeing function for a buddy system allocator.
292  *
293  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
294  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
295  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
296  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
297  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
298  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
299  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
300  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
301  * parts of the VM system.
302  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
303  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
304  * order is recorded in page_private(page) field.
305  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
306  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
307  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
308  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
309  * triggers coalescing into a block of larger size.            
310  *
311  * -- wli
312  */
313
314 static inline void __free_one_page(struct page *page,
315                 struct zone *zone, unsigned int order)
316 {
317         unsigned long page_idx;
318         int order_size = 1 << order;
319
320         if (unlikely(PageCompound(page)))
321                 destroy_compound_page(page, order);
322
323         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
324
325         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
326         BUG_ON(bad_range(zone, page));
327
328         zone->free_pages += order_size;
329         while (order < MAX_ORDER-1) {
330                 unsigned long combined_idx;
331                 struct free_area *area;
332                 struct page *buddy;
333
334                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
335                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
336                         break;          /* Move the buddy up one level. */
337
338                 list_del(&buddy->lru);
339                 area = zone->free_area + order;
340                 area->nr_free--;
341                 rmv_page_order(buddy);
342                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
343                 page = page + (combined_idx - page_idx);
344                 page_idx = combined_idx;
345                 order++;
346         }
347         set_page_order(page, order);
348         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
349         zone->free_area[order].nr_free++;
350 }
351
352 static inline int free_pages_check(struct page *page)
353 {
354         if (unlikely(page_mapcount(page) |
355                 (page->mapping != NULL)  |
356                 (page_count(page) != 0)  |
357                 (page->flags & (
358                         1 << PG_lru     |
359                         1 << PG_private |
360                         1 << PG_locked  |
361                         1 << PG_active  |
362                         1 << PG_reclaim |
363                         1 << PG_slab    |
364                         1 << PG_swapcache |
365                         1 << PG_writeback |
366                         1 << PG_reserved ))))
367                 bad_page(page);
368         if (PageDirty(page))
369                 __ClearPageDirty(page);
370         /*
371          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
372          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
373          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
374          */
375         return PageReserved(page);
376 }
377
378 /*
379  * Frees a list of pages. 
380  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
381  * count is the number of pages to free.
382  *
383  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
384  * see if this freeing clears that state.
385  *
386  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
387  * pinned" detection logic.
388  */
389 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
390                                         struct list_head *list, int order)
391 {
392         spin_lock(&zone->lock);
393         zone->all_unreclaimable = 0;
394         zone->pages_scanned = 0;
395         while (count--) {
396                 struct page *page;
397
398                 BUG_ON(list_empty(list));
399                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
400                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
401                 list_del(&page->lru);
402                 __free_one_page(page, zone, order);
403         }
404         spin_unlock(&zone->lock);
405 }
406
407 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
408 {
409         LIST_HEAD(list);
410         list_add(&page->lru, &list);
411         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
412 }
413
414 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
415 {
416         unsigned long flags;
417         int i;
418         int reserved = 0;
419
420         arch_free_page(page, order);
421         if (!PageHighMem(page))
422                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
423                                                  PAGE_SIZE<<order);
424
425 #ifndef CONFIG_MMU
426         for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
427                 __put_page(page + i);
428 #endif
429
430         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
431                 reserved += free_pages_check(page + i);
432         if (reserved)
433                 return;
434
435         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
436         local_irq_save(flags);
437         __mod_page_state(pgfree, 1 << order);
438         free_one_page(page_zone(page), page, order);
439         local_irq_restore(flags);
440 }
441
442 /*
443  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
444  */
445 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
446 {
447         if (order == 0) {
448                 __ClearPageReserved(page);
449                 set_page_count(page, 0);
450                 set_page_refs(page, 0);
451                 __free_page(page);
452         } else {
453                 int loop;
454
455                 prefetchw(page);
456                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
457                         struct page *p = &page[loop];
458
459                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
460                                 prefetchw(p + 1);
461                         __ClearPageReserved(p);
462                         set_page_count(p, 0);
463                 }
464
465                 set_page_refs(page, order);
466                 __free_pages(page, order);
467         }
468 }
469
470
471 /*
472  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
473  * Please do not alter this order without good reasons and regression
474  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
475  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
476  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
477  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
478  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
479  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
480  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
481  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
482  *
483  * -- wli
484  */
485 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
486         int low, int high, struct free_area *area)
487 {
488         unsigned long size = 1 << high;
489
490         while (high > low) {
491                 area--;
492                 high--;
493                 size >>= 1;
494                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
495                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
496                 area->nr_free++;
497                 set_page_order(&page[size], high);
498         }
499 }
500
501 /*
502  * This page is about to be returned from the page allocator
503  */
504 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
505 {
506         if (unlikely(page_mapcount(page) |
507                 (page->mapping != NULL)  |
508                 (page_count(page) != 0)  |
509                 (page->flags & (
510                         1 << PG_lru     |
511                         1 << PG_private |
512                         1 << PG_locked  |
513                         1 << PG_active  |
514                         1 << PG_dirty   |
515                         1 << PG_reclaim |
516                         1 << PG_slab    |
517                         1 << PG_swapcache |
518                         1 << PG_writeback |
519                         1 << PG_reserved ))))
520                 bad_page(page);
521
522         /*
523          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
524          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
525          */
526         if (PageReserved(page))
527                 return 1;
528
529         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
530                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
531                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
532         set_page_private(page, 0);
533         set_page_refs(page, order);
534         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
535         return 0;
536 }
537
538 /* 
539  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
540  * Call me with the zone->lock already held.
541  */
542 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
543 {
544         struct free_area * area;
545         unsigned int current_order;
546         struct page *page;
547
548         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
549                 area = zone->free_area + current_order;
550                 if (list_empty(&area->free_list))
551                         continue;
552
553                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
554                 list_del(&page->lru);
555                 rmv_page_order(page);
556                 area->nr_free--;
557                 zone->free_pages -= 1UL << order;
558                 expand(zone, page, order, current_order, area);
559                 return page;
560         }
561
562         return NULL;
563 }
564
565 /* 
566  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
567  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
568  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
569  */
570 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
571                         unsigned long count, struct list_head *list)
572 {
573         int i;
574         
575         spin_lock(&zone->lock);
576         for (i = 0; i < count; ++i) {
577                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
578                 if (unlikely(page == NULL))
579                         break;
580                 list_add_tail(&page->lru, list);
581         }
582         spin_unlock(&zone->lock);
583         return i;
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_NUMA
587 /*
588  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
589  * belong to the currently executing processor.
590  */
591 void drain_node_pages(int nodeid)
592 {
593         int i, z;
594         unsigned long flags;
595
596         local_irq_save(flags);
597         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
598                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
599                 struct per_cpu_pageset *pset;
600
601                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
602                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
603                         struct per_cpu_pages *pcp;
604
605                         pcp = &pset->pcp[i];
606                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
607                         pcp->count = 0;
608                 }
609         }
610         local_irq_restore(flags);
611 }
612 #endif
613
614 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
615 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
616 {
617         unsigned long flags;
618         struct zone *zone;
619         int i;
620
621         for_each_zone(zone) {
622                 struct per_cpu_pageset *pset;
623
624                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
625                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
626                         struct per_cpu_pages *pcp;
627
628                         pcp = &pset->pcp[i];
629                         local_irq_save(flags);
630                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
631                         pcp->count = 0;
632                         local_irq_restore(flags);
633                 }
634         }
635 }
636 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
637
638 #ifdef CONFIG_PM
639
640 void mark_free_pages(struct zone *zone)
641 {
642         unsigned long zone_pfn, flags;
643         int order;
644         struct list_head *curr;
645
646         if (!zone->spanned_pages)
647                 return;
648
649         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
650         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
651                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
652
653         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
654                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
655                         unsigned long start_pfn, i;
656
657                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
658
659                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
660                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
661         }
662         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
663 }
664
665 /*
666  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
667  */
668 void drain_local_pages(void)
669 {
670         unsigned long flags;
671
672         local_irq_save(flags);  
673         __drain_pages(smp_processor_id());
674         local_irq_restore(flags);       
675 }
676 #endif /* CONFIG_PM */
677
678 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z, int cpu)
679 {
680 #ifdef CONFIG_NUMA
681         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
682         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
683         struct per_cpu_pageset *p;
684
685         p = zone_pcp(z, cpu);
686         if (pg == orig) {
687                 p->numa_hit++;
688         } else {
689                 p->numa_miss++;
690                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
691         }
692         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
693                 p->local_node++;
694         else
695                 p->other_node++;
696 #endif
697 }
698
699 /*
700  * Free a 0-order page
701  */
702 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
703 {
704         struct zone *zone = page_zone(page);
705         struct per_cpu_pages *pcp;
706         unsigned long flags;
707
708         arch_free_page(page, 0);
709
710         if (PageAnon(page))
711                 page->mapping = NULL;
712         if (free_pages_check(page))
713                 return;
714
715         kernel_map_pages(page, 1, 0);
716
717         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
718         local_irq_save(flags);
719         __inc_page_state(pgfree);
720         list_add(&page->lru, &pcp->list);
721         pcp->count++;
722         if (pcp->count >= pcp->high) {
723                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
724                 pcp->count -= pcp->batch;
725         }
726         local_irq_restore(flags);
727         put_cpu();
728 }
729
730 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
731 {
732         free_hot_cold_page(page, 0);
733 }
734         
735 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
736 {
737         free_hot_cold_page(page, 1);
738 }
739
740 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
741 {
742         int i;
743
744         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
745         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
746                 clear_highpage(page + i);
747 }
748
749 #ifdef CONFIG_MMU
750 /*
751  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
752  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
753  * Each sub-page must be freed individually.
754  *
755  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
756  * Please consult with lkml before using this in your driver.
757  */
758 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
759 {
760         int i;
761
762         BUG_ON(PageCompound(page));
763         BUG_ON(!page_count(page));
764         for (i = 1; i < (1 << order); i++) {
765                 BUG_ON(page_count(page + i));
766                 set_page_count(page + i, 1);
767         }
768 }
769 #endif
770
771 /*
772  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
773  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
774  * or two.
775  */
776 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
777                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
778 {
779         unsigned long flags;
780         struct page *page;
781         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
782         int cpu;
783
784 again:
785         cpu  = get_cpu();
786         if (likely(order == 0)) {
787                 struct per_cpu_pages *pcp;
788
789                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
790                 local_irq_save(flags);
791                 if (!pcp->count) {
792                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
793                                                 pcp->batch, &pcp->list);
794                         if (unlikely(!pcp->count))
795                                 goto failed;
796                 }
797                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
798                 list_del(&page->lru);
799                 pcp->count--;
800         } else {
801                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
802                 page = __rmqueue(zone, order);
803                 spin_unlock(&zone->lock);
804                 if (!page)
805                         goto failed;
806         }
807
808         __mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
809         zone_statistics(zonelist, zone, cpu);
810         local_irq_restore(flags);
811         put_cpu();
812
813         BUG_ON(bad_range(zone, page));
814         if (prep_new_page(page, order))
815                 goto again;
816
817         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
818                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
819
820         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
821                 prep_compound_page(page, order);
822         return page;
823
824 failed:
825         local_irq_restore(flags);
826         put_cpu();
827         return NULL;
828 }
829
830 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
831 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
832 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
833 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
834 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
835 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
836 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
837
838 /*
839  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
840  * of the allocation.
841  */
842 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
843                       int classzone_idx, int alloc_flags)
844 {
845         /* free_pages my go negative - that's OK */
846         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
847         int o;
848
849         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
850                 min -= min / 2;
851         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
852                 min -= min / 4;
853
854         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
855                 return 0;
856         for (o = 0; o < order; o++) {
857                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
858                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
859
860                 /* Require fewer higher order pages to be free */
861                 min >>= 1;
862
863                 if (free_pages <= min)
864                         return 0;
865         }
866         return 1;
867 }
868
869 /*
870  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
871  * a page.
872  */
873 static struct page *
874 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
875                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
876 {
877         struct zone **z = zonelist->zones;
878         struct page *page = NULL;
879         int classzone_idx = zone_idx(*z);
880
881         /*
882          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
883          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
884          */
885         do {
886                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
887                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
888                         continue;
889
890                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
891                         unsigned long mark;
892                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
893                                 mark = (*z)->pages_min;
894                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
895                                 mark = (*z)->pages_low;
896                         else
897                                 mark = (*z)->pages_high;
898                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
899                                     classzone_idx, alloc_flags))
900                                 if (!zone_reclaim_mode ||
901                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
902                                         continue;
903                 }
904
905                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
906                 if (page) {
907                         break;
908                 }
909         } while (*(++z) != NULL);
910         return page;
911 }
912
913 /*
914  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
915  */
916 struct page * fastcall
917 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
918                 struct zonelist *zonelist)
919 {
920         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
921         struct zone **z;
922         struct page *page;
923         struct reclaim_state reclaim_state;
924         struct task_struct *p = current;
925         int do_retry;
926         int alloc_flags;
927         int did_some_progress;
928
929         might_sleep_if(wait);
930
931 restart:
932         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
933
934         if (unlikely(*z == NULL)) {
935                 /* Should this ever happen?? */
936                 return NULL;
937         }
938
939         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
940                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
941         if (page)
942                 goto got_pg;
943
944         do {
945                 wakeup_kswapd(*z, order);
946         } while (*(++z));
947
948         /*
949          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
950          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
951          * to how we want to proceed.
952          *
953          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
954          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
955          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
956          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
957          */
958         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
959         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
960                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
961         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
962                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
963         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
964
965         /*
966          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
967          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
968          *
969          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
970          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
971          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
972          */
973         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
974         if (page)
975                 goto got_pg;
976
977         /* This allocation should allow future memory freeing. */
978
979         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
980                         && !in_interrupt()) {
981                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
982 nofail_alloc:
983                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
984                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
985                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
986                         if (page)
987                                 goto got_pg;
988                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
989                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
990                                 goto nofail_alloc;
991                         }
992                 }
993                 goto nopage;
994         }
995
996         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
997         if (!wait)
998                 goto nopage;
999
1000 rebalance:
1001         cond_resched();
1002
1003         /* We now go into synchronous reclaim */
1004         cpuset_memory_pressure_bump();
1005         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1006         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1007         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1008
1009         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1010
1011         p->reclaim_state = NULL;
1012         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1013
1014         cond_resched();
1015
1016         if (likely(did_some_progress)) {
1017                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1018                                                 zonelist, alloc_flags);
1019                 if (page)
1020                         goto got_pg;
1021         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1022                 /*
1023                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1024                  * very high watermark here, this is only to catch
1025                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1026                  * under heavy pressure.
1027                  */
1028                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1029                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1030                 if (page)
1031                         goto got_pg;
1032
1033                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1034                 goto restart;
1035         }
1036
1037         /*
1038          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1039          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1040          *
1041          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1042          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1043          */
1044         do_retry = 0;
1045         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1046                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1047                         do_retry = 1;
1048                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1049                         do_retry = 1;
1050         }
1051         if (do_retry) {
1052                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1053                 goto rebalance;
1054         }
1055
1056 nopage:
1057         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1058                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1059                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1060                         p->comm, order, gfp_mask);
1061                 dump_stack();
1062                 show_mem();
1063         }
1064 got_pg:
1065         return page;
1066 }
1067
1068 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1069
1070 /*
1071  * Common helper functions.
1072  */
1073 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1074 {
1075         struct page * page;
1076         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1077         if (!page)
1078                 return 0;
1079         return (unsigned long) page_address(page);
1080 }
1081
1082 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1083
1084 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1085 {
1086         struct page * page;
1087
1088         /*
1089          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1090          * a highmem page
1091          */
1092         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1093
1094         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1095         if (page)
1096                 return (unsigned long) page_address(page);
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1101
1102 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1103 {
1104         int i = pagevec_count(pvec);
1105
1106         while (--i >= 0)
1107                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1108 }
1109
1110 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1111 {
1112         if (put_page_testzero(page)) {
1113                 if (order == 0)
1114                         free_hot_page(page);
1115                 else
1116                         __free_pages_ok(page, order);
1117         }
1118 }
1119
1120 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1121
1122 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1123 {
1124         if (addr != 0) {
1125                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1126                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1127         }
1128 }
1129
1130 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1131
1132 /*
1133  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1134  */
1135 unsigned int nr_free_pages(void)
1136 {
1137         unsigned int sum = 0;
1138         struct zone *zone;
1139
1140         for_each_zone(zone)
1141                 sum += zone->free_pages;
1142
1143         return sum;
1144 }
1145
1146 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1147
1148 #ifdef CONFIG_NUMA
1149 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1150 {
1151         unsigned int i, sum = 0;
1152
1153         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1154                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1155
1156         return sum;
1157 }
1158 #endif
1159
1160 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1161 {
1162         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1163         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1164         unsigned int sum = 0;
1165
1166         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1167         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1168         struct zone *zone;
1169
1170         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1171                 unsigned long size = zone->present_pages;
1172                 unsigned long high = zone->pages_high;
1173                 if (size > high)
1174                         sum += size - high;
1175         }
1176
1177         return sum;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1182  */
1183 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1184 {
1185         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1190  */
1191 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1192 {
1193         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1194 }
1195
1196 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1197 unsigned int nr_free_highpages (void)
1198 {
1199         pg_data_t *pgdat;
1200         unsigned int pages = 0;
1201
1202         for_each_pgdat(pgdat)
1203                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1204
1205         return pages;
1206 }
1207 #endif
1208
1209 #ifdef CONFIG_NUMA
1210 static void show_node(struct zone *zone)
1211 {
1212         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1213 }
1214 #else
1215 #define show_node(zone) do { } while (0)
1216 #endif
1217
1218 /*
1219  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1220  * The result is unavoidably approximate - it can change
1221  * during and after execution of this function.
1222  */
1223 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1224
1225 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1226 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1227 #ifdef CONFIG_SMP
1228 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1229 #endif
1230
1231 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1232 {
1233         unsigned cpu;
1234
1235         memset(ret, 0, nr * sizeof(unsigned long));
1236         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1237
1238         for_each_cpu_mask(cpu, *cpumask) {
1239                 unsigned long *in;
1240                 unsigned long *out;
1241                 unsigned off;
1242                 unsigned next_cpu;
1243
1244                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1245
1246                 next_cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1247                 if (likely(next_cpu < NR_CPUS))
1248                         prefetch(&per_cpu(page_states, next_cpu));
1249
1250                 out = (unsigned long *)ret;
1251                 for (off = 0; off < nr; off++)
1252                         *out++ += *in++;
1253         }
1254 }
1255
1256 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1257 {
1258         int nr;
1259         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1260
1261         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1262         nr /= sizeof(unsigned long);
1263
1264         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1265 }
1266
1267 void get_page_state(struct page_state *ret)
1268 {
1269         int nr;
1270         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1271
1272         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1273         nr /= sizeof(unsigned long);
1274
1275         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1276 }
1277
1278 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1279 {
1280         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1281
1282         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1283 }
1284
1285 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1286 {
1287         unsigned long ret = 0;
1288         int cpu;
1289
1290         for_each_online_cpu(cpu) {
1291                 unsigned long in;
1292
1293                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1294                 ret += *((unsigned long *)in);
1295         }
1296         return ret;
1297 }
1298
1299 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1300 {
1301         void *ptr;
1302
1303         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1304         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1305 }
1306 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1307
1308 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1309 {
1310         unsigned long flags;
1311         void *ptr;
1312
1313         local_irq_save(flags);
1314         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1315         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1316         local_irq_restore(flags);
1317 }
1318 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1319
1320 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1321                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1322 {
1323         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1324         int i;
1325
1326         *active = 0;
1327         *inactive = 0;
1328         *free = 0;
1329         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1330                 *active += zones[i].nr_active;
1331                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1332                 *free += zones[i].free_pages;
1333         }
1334 }
1335
1336 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1337                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1338 {
1339         struct pglist_data *pgdat;
1340
1341         *active = 0;
1342         *inactive = 0;
1343         *free = 0;
1344         for_each_pgdat(pgdat) {
1345                 unsigned long l, m, n;
1346                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1347                 *active += l;
1348                 *inactive += m;
1349                 *free += n;
1350         }
1351 }
1352
1353 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1354 {
1355         val->totalram = totalram_pages;
1356         val->sharedram = 0;
1357         val->freeram = nr_free_pages();
1358         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1359 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1360         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1361         val->freehigh = nr_free_highpages();
1362 #else
1363         val->totalhigh = 0;
1364         val->freehigh = 0;
1365 #endif
1366         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1367 }
1368
1369 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1370
1371 #ifdef CONFIG_NUMA
1372 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1373 {
1374         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1375
1376         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1377         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1378         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1379         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1380         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1381 }
1382 #endif
1383
1384 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1385
1386 /*
1387  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1388  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1389  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1390  */
1391 void show_free_areas(void)
1392 {
1393         struct page_state ps;
1394         int cpu, temperature;
1395         unsigned long active;
1396         unsigned long inactive;
1397         unsigned long free;
1398         struct zone *zone;
1399
1400         for_each_zone(zone) {
1401                 show_node(zone);
1402                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1403
1404                 if (!populated_zone(zone)) {
1405                         printk(" empty\n");
1406                         continue;
1407                 } else
1408                         printk("\n");
1409
1410                 for_each_online_cpu(cpu) {
1411                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1412
1413                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1414
1415                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1416                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1417                                         cpu,
1418                                         temperature ? "cold" : "hot",
1419                                         pageset->pcp[temperature].high,
1420                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1421                                         pageset->pcp[temperature].count);
1422                 }
1423         }
1424
1425         get_page_state(&ps);
1426         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1427
1428         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1429                 K(nr_free_pages()),
1430                 K(nr_free_highpages()));
1431
1432         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1433                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1434                 active,
1435                 inactive,
1436                 ps.nr_dirty,
1437                 ps.nr_writeback,
1438                 ps.nr_unstable,
1439                 nr_free_pages(),
1440                 ps.nr_slab,
1441                 ps.nr_mapped,
1442                 ps.nr_page_table_pages);
1443
1444         for_each_zone(zone) {
1445                 int i;
1446
1447                 show_node(zone);
1448                 printk("%s"
1449                         " free:%lukB"
1450                         " min:%lukB"
1451                         " low:%lukB"
1452                         " high:%lukB"
1453                         " active:%lukB"
1454                         " inactive:%lukB"
1455                         " present:%lukB"
1456                         " pages_scanned:%lu"
1457                         " all_unreclaimable? %s"
1458                         "\n",
1459                         zone->name,
1460                         K(zone->free_pages),
1461                         K(zone->pages_min),
1462                         K(zone->pages_low),
1463                         K(zone->pages_high),
1464                         K(zone->nr_active),
1465                         K(zone->nr_inactive),
1466                         K(zone->present_pages),
1467                         zone->pages_scanned,
1468                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1469                         );
1470                 printk("lowmem_reserve[]:");
1471                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1472                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1473                 printk("\n");
1474         }
1475
1476         for_each_zone(zone) {
1477                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1478
1479                 show_node(zone);
1480                 printk("%s: ", zone->name);
1481                 if (!populated_zone(zone)) {
1482                         printk("empty\n");
1483                         continue;
1484                 }
1485
1486                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1487                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1488                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1489                         total += nr << order;
1490                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1491                 }
1492                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1493                 printk("= %lukB\n", K(total));
1494         }
1495
1496         show_swap_cache_info();
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Builds allocation fallback zone lists.
1501  *
1502  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1503  */
1504 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1505                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1506 {
1507         struct zone *zone;
1508
1509         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1510
1511         do {
1512                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1513                 if (populated_zone(zone)) {
1514 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1515                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1516 #endif
1517                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1518                         check_highest_zone(zone_type);
1519                 }
1520                 zone_type--;
1521
1522         } while (zone_type >= 0);
1523         return nr_zones;
1524 }
1525
1526 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1527 {
1528         int res = ZONE_NORMAL;
1529         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1530                 res = ZONE_HIGHMEM;
1531         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1532                 res = ZONE_DMA32;
1533         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1534                 res = ZONE_DMA;
1535         return res;
1536 }
1537
1538 #ifdef CONFIG_NUMA
1539 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1540 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1541 /**
1542  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1543  * @node: node whose fallback list we're appending
1544  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1545  *
1546  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1547  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1548  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1549  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1550  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1551  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1552  * on them otherwise.
1553  * It returns -1 if no node is found.
1554  */
1555 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1556 {
1557         int n, val;
1558         int min_val = INT_MAX;
1559         int best_node = -1;
1560
1561         /* Use the local node if we haven't already */
1562         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1563                 node_set(node, *used_node_mask);
1564                 return node;
1565         }
1566
1567         for_each_online_node(n) {
1568                 cpumask_t tmp;
1569
1570                 /* Don't want a node to appear more than once */
1571                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1572                         continue;
1573
1574                 /* Use the distance array to find the distance */
1575                 val = node_distance(node, n);
1576
1577                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1578                 val += (n < node);
1579
1580                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1581                 tmp = node_to_cpumask(n);
1582                 if (!cpus_empty(tmp))
1583                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1584
1585                 /* Slight preference for less loaded node */
1586                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1587                 val += node_load[n];
1588
1589                 if (val < min_val) {
1590                         min_val = val;
1591                         best_node = n;
1592                 }
1593         }
1594
1595         if (best_node >= 0)
1596                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1597
1598         return best_node;
1599 }
1600
1601 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1602 {
1603         int i, j, k, node, local_node;
1604         int prev_node, load;
1605         struct zonelist *zonelist;
1606         nodemask_t used_mask;
1607
1608         /* initialize zonelists */
1609         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1610                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1611                 zonelist->zones[0] = NULL;
1612         }
1613
1614         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1615         local_node = pgdat->node_id;
1616         load = num_online_nodes();
1617         prev_node = local_node;
1618         nodes_clear(used_mask);
1619         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1620                 int distance = node_distance(local_node, node);
1621
1622                 /*
1623                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1624                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1625                  */
1626                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1627                         zone_reclaim_mode = 1;
1628
1629                 /*
1630                  * We don't want to pressure a particular node.
1631                  * So adding penalty to the first node in same
1632                  * distance group to make it round-robin.
1633                  */
1634
1635                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1636                         node_load[node] += load;
1637                 prev_node = node;
1638                 load--;
1639                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1640                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1641                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1642
1643                         k = highest_zone(i);
1644
1645                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1646                         zonelist->zones[j] = NULL;
1647                 }
1648         }
1649 }
1650
1651 #else   /* CONFIG_NUMA */
1652
1653 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1654 {
1655         int i, j, k, node, local_node;
1656
1657         local_node = pgdat->node_id;
1658         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1659                 struct zonelist *zonelist;
1660
1661                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1662
1663                 j = 0;
1664                 k = highest_zone(i);
1665                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1666                 /*
1667                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1668                  * of all the other nodes.
1669                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1670                  * building the zones for node N, we make sure that the
1671                  * zones coming right after the local ones are those from
1672                  * node N+1 (modulo N)
1673                  */
1674                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1675                         if (!node_online(node))
1676                                 continue;
1677                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1678                 }
1679                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1680                         if (!node_online(node))
1681                                 continue;
1682                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1683                 }
1684
1685                 zonelist->zones[j] = NULL;
1686         }
1687 }
1688
1689 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1690
1691 void __init build_all_zonelists(void)
1692 {
1693         int i;
1694
1695         for_each_online_node(i)
1696                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1697         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1698         cpuset_init_current_mems_allowed();
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1703  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1704  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1705  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1706  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1707  * conservative, even though it seems large.
1708  *
1709  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1710  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1711  */
1712 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1713
1714 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1715 {
1716         unsigned long size = 1;
1717
1718         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1719
1720         while (size < pages)
1721                 size <<= 1;
1722
1723         /*
1724          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1725          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1726          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1727          */
1728         size = min(size, 4096UL);
1729
1730         return max(size, 4UL);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1735  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1736  * hash function before the remainder is taken.
1737  */
1738 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1739 {
1740         return ffz(~size);
1741 }
1742
1743 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1744
1745 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1746                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1747 {
1748         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1749         int i;
1750
1751         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1752                 totalpages += zones_size[i];
1753         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1754
1755         realtotalpages = totalpages;
1756         if (zholes_size)
1757                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1758                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1759         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1760         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1761 }
1762
1763
1764 /*
1765  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1766  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1767  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1768  */
1769 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1770                 unsigned long start_pfn)
1771 {
1772         struct page *page;
1773         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1774         unsigned long pfn;
1775
1776         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1777                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1778                         continue;
1779                 page = pfn_to_page(pfn);
1780                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1781                 set_page_count(page, 1);
1782                 reset_page_mapcount(page);
1783                 SetPageReserved(page);
1784                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1785 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1786                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1787                 if (!is_highmem_idx(zone))
1788                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1789 #endif
1790         }
1791 }
1792
1793 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1794                                 unsigned long size)
1795 {
1796         int order;
1797         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1798                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1799                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1800         }
1801 }
1802
1803 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1804 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1805                 unsigned long size)
1806 {
1807         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1808         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1809
1810         if (FLAGS_HAS_NODE)
1811                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1812         else
1813                 for (; snum <= end; snum++)
1814                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1815 }
1816
1817 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1818 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1819         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1820 #endif
1821
1822 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1823 {
1824         int batch;
1825
1826         /*
1827          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1828          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1829          *
1830          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1831          */
1832         batch = zone->present_pages / 1024;
1833         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1834                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1835         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1836         if (batch < 1)
1837                 batch = 1;
1838
1839         /*
1840          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1841          * of 2 value was found to be more likely to have
1842          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1843          *
1844          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1845          * batches of pages, one task can end up with a lot
1846          * of pages of one half of the possible page colors
1847          * and the other with pages of the other colors.
1848          */
1849         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1850
1851         return batch;
1852 }
1853
1854 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1855 {
1856         struct per_cpu_pages *pcp;
1857
1858         memset(p, 0, sizeof(*p));
1859
1860         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1861         pcp->count = 0;
1862         pcp->high = 6 * batch;
1863         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1864         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1865
1866         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1867         pcp->count = 0;
1868         pcp->high = 2 * batch;
1869         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1870         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1871 }
1872
1873 /*
1874  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1875  * to the value high for the pageset p.
1876  */
1877
1878 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1879                                 unsigned long high)
1880 {
1881         struct per_cpu_pages *pcp;
1882
1883         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1884         pcp->high = high;
1885         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1886         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1887                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1888 }
1889
1890
1891 #ifdef CONFIG_NUMA
1892 /*
1893  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1894  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1895  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1896  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1897  * with interrupts disabled.
1898  *
1899  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1900  *
1901  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1902  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1903  * hotplugged processors.
1904  *
1905  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1906  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1907  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1908  */
1909 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1910
1911 /*
1912  * Dynamically allocate memory for the
1913  * per cpu pageset array in struct zone.
1914  */
1915 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1916 {
1917         struct zone *zone, *dzone;
1918
1919         for_each_zone(zone) {
1920
1921                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1922                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1923                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1924                         goto bad;
1925
1926                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1927
1928                 if (percpu_pagelist_fraction)
1929                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1930                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1931         }
1932
1933         return 0;
1934 bad:
1935         for_each_zone(dzone) {
1936                 if (dzone == zone)
1937                         break;
1938                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1939                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1940         }
1941         return -ENOMEM;
1942 }
1943
1944 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1945 {
1946         struct zone *zone;
1947
1948         for_each_zone(zone) {
1949                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1950
1951                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1952                 kfree(pset);
1953         }
1954 }
1955
1956 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1957                 unsigned long action,
1958                 void *hcpu)
1959 {
1960         int cpu = (long)hcpu;
1961         int ret = NOTIFY_OK;
1962
1963         switch (action) {
1964                 case CPU_UP_PREPARE:
1965                         if (process_zones(cpu))
1966                                 ret = NOTIFY_BAD;
1967                         break;
1968                 case CPU_UP_CANCELED:
1969                 case CPU_DEAD:
1970                         free_zone_pagesets(cpu);
1971                         break;
1972                 default:
1973                         break;
1974         }
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 static struct notifier_block pageset_notifier =
1979         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1980
1981 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1982 {
1983         int err;
1984
1985         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1986          * A cpuup callback will do this for every cpu
1987          * as it comes online
1988          */
1989         err = process_zones(smp_processor_id());
1990         BUG_ON(err);
1991         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1992 }
1993
1994 #endif
1995
1996 static __meminit
1997 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1998 {
1999         int i;
2000         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2001
2002         /*
2003          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2004          * per zone.
2005          */
2006         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
2007         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
2008         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2009                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
2010                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
2011
2012         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
2013                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2014 }
2015
2016 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2017 {
2018         int cpu;
2019         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2020
2021         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2022 #ifdef CONFIG_NUMA
2023                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2024                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2025                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2026 #else
2027                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2028 #endif
2029         }
2030         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2031                 zone->name, zone->present_pages, batch);
2032 }
2033
2034 static __meminit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2035                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
2036 {
2037         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2038
2039         zone_wait_table_init(zone, size);
2040         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2041
2042         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
2043         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2044
2045         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2046
2047         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Set up the zone data structures:
2052  *   - mark all pages reserved
2053  *   - mark all memory queues empty
2054  *   - clear the memory bitmaps
2055  */
2056 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2057                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2058 {
2059         unsigned long j;
2060         int nid = pgdat->node_id;
2061         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2062
2063         pgdat_resize_init(pgdat);
2064         pgdat->nr_zones = 0;
2065         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2066         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2067         
2068         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2069                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2070                 unsigned long size, realsize;
2071
2072                 realsize = size = zones_size[j];
2073                 if (zholes_size)
2074                         realsize -= zholes_size[j];
2075
2076                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2077                         nr_kernel_pages += realsize;
2078                 nr_all_pages += realsize;
2079
2080                 zone->spanned_pages = size;
2081                 zone->present_pages = realsize;
2082                 zone->name = zone_names[j];
2083                 spin_lock_init(&zone->lock);
2084                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2085                 zone_seqlock_init(zone);
2086                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2087                 zone->free_pages = 0;
2088
2089                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2090
2091                 zone_pcp_init(zone);
2092                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2093                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2094                 zone->nr_scan_active = 0;
2095                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2096                 zone->nr_active = 0;
2097                 zone->nr_inactive = 0;
2098                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2099                 if (!size)
2100                         continue;
2101
2102                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2103                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2104                 zone_start_pfn += size;
2105         }
2106 }
2107
2108 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2109 {
2110         /* Skip empty nodes */
2111         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2112                 return;
2113
2114 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2115         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2116         if (!pgdat->node_mem_map) {
2117                 unsigned long size;
2118                 struct page *map;
2119
2120                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2121                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2122                 if (!map)
2123                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2124                 pgdat->node_mem_map = map;
2125         }
2126 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2127         /*
2128          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2129          */
2130         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2131                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2132 #endif
2133 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2134 }
2135
2136 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2137                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2138                 unsigned long *zholes_size)
2139 {
2140         pgdat->node_id = nid;
2141         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2142         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2143
2144         alloc_node_mem_map(pgdat);
2145
2146         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2147 }
2148
2149 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2150 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2151 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2152
2153 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2154 #endif
2155
2156 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2157 {
2158         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2159                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2160 }
2161
2162 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2163
2164 #include <linux/seq_file.h>
2165
2166 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2167 {
2168         pg_data_t *pgdat;
2169         loff_t node = *pos;
2170
2171         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2172                 --node;
2173
2174         return pgdat;
2175 }
2176
2177 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2178 {
2179         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2180
2181         (*pos)++;
2182         return pgdat->pgdat_next;
2183 }
2184
2185 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2186 {
2187 }
2188
2189 /* 
2190  * This walks the free areas for each zone.
2191  */
2192 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2193 {
2194         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2195         struct zone *zone;
2196         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2197         unsigned long flags;
2198         int order;
2199
2200         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2201                 if (!populated_zone(zone))
2202                         continue;
2203
2204                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2205                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2206                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2207                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2208                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2209                 seq_putc(m, '\n');
2210         }
2211         return 0;
2212 }
2213
2214 struct seq_operations fragmentation_op = {
2215         .start  = frag_start,
2216         .next   = frag_next,
2217         .stop   = frag_stop,
2218         .show   = frag_show,
2219 };
2220
2221 /*
2222  * Output information about zones in @pgdat.
2223  */
2224 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2225 {
2226         pg_data_t *pgdat = arg;
2227         struct zone *zone;
2228         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2229         unsigned long flags;
2230
2231         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2232                 int i;
2233
2234                 if (!populated_zone(zone))
2235                         continue;
2236
2237                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2238                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2239                 seq_printf(m,
2240                            "\n  pages free     %lu"
2241                            "\n        min      %lu"
2242                            "\n        low      %lu"
2243                            "\n        high     %lu"
2244                            "\n        active   %lu"
2245                            "\n        inactive %lu"
2246                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2247                            "\n        spanned  %lu"
2248                            "\n        present  %lu",
2249                            zone->free_pages,
2250                            zone->pages_min,
2251                            zone->pages_low,
2252                            zone->pages_high,
2253                            zone->nr_active,
2254                            zone->nr_inactive,
2255                            zone->pages_scanned,
2256                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2257                            zone->spanned_pages,
2258                            zone->present_pages);
2259                 seq_printf(m,
2260                            "\n        protection: (%lu",
2261                            zone->lowmem_reserve[0]);
2262                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2263                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2264                 seq_printf(m,
2265                            ")"
2266                            "\n  pagesets");
2267                 for_each_online_cpu(i) {
2268                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2269                         int j;
2270
2271                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2272                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2273                                 if (pageset->pcp[j].count)
2274                                         break;
2275                         }
2276                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2277                                 continue;
2278                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2279                                 seq_printf(m,
2280                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2281                                            "\n              count: %i"
2282                                            "\n              high:  %i"
2283                                            "\n              batch: %i",
2284                                            i, j,
2285                                            pageset->pcp[j].count,
2286                                            pageset->pcp[j].high,
2287                                            pageset->pcp[j].batch);
2288                         }
2289 #ifdef CONFIG_NUMA
2290                         seq_printf(m,
2291                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2292                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2293                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2294                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2295                                    "\n            local_node:     %lu"
2296                                    "\n            other_node:     %lu",
2297                                    pageset->numa_hit,
2298                                    pageset->numa_miss,
2299                                    pageset->numa_foreign,
2300                                    pageset->interleave_hit,
2301                                    pageset->local_node,
2302                                    pageset->other_node);
2303 #endif
2304                 }
2305                 seq_printf(m,
2306                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2307                            "\n  prev_priority:     %i"
2308                            "\n  temp_priority:     %i"
2309                            "\n  start_pfn:         %lu",
2310                            zone->all_unreclaimable,
2311                            zone->prev_priority,
2312                            zone->temp_priority,
2313                            zone->zone_start_pfn);
2314                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2315                 seq_putc(m, '\n');
2316         }
2317         return 0;
2318 }
2319
2320 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2321         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2322                                * fragmentation. */
2323         .next   = frag_next,
2324         .stop   = frag_stop,
2325         .show   = zoneinfo_show,
2326 };
2327
2328 static char *vmstat_text[] = {
2329         "nr_dirty",
2330         "nr_writeback",
2331         "nr_unstable",
2332         "nr_page_table_pages",
2333         "nr_mapped",
2334         "nr_slab",
2335
2336         "pgpgin",
2337         "pgpgout",
2338         "pswpin",
2339         "pswpout",
2340
2341         "pgalloc_high",
2342         "pgalloc_normal",
2343         "pgalloc_dma32",
2344         "pgalloc_dma",
2345
2346         "pgfree",
2347         "pgactivate",
2348         "pgdeactivate",
2349
2350         "pgfault",
2351         "pgmajfault",
2352
2353         "pgrefill_high",
2354         "pgrefill_normal",
2355         "pgrefill_dma32",
2356         "pgrefill_dma",
2357
2358         "pgsteal_high",
2359         "pgsteal_normal",
2360         "pgsteal_dma32",
2361         "pgsteal_dma",
2362
2363         "pgscan_kswapd_high",
2364         "pgscan_kswapd_normal",
2365         "pgscan_kswapd_dma32",
2366         "pgscan_kswapd_dma",
2367
2368         "pgscan_direct_high",
2369         "pgscan_direct_normal",
2370         "pgscan_direct_dma32",
2371         "pgscan_direct_dma",
2372
2373         "pginodesteal",
2374         "slabs_scanned",
2375         "kswapd_steal",
2376         "kswapd_inodesteal",
2377         "pageoutrun",
2378         "allocstall",
2379
2380         "pgrotated",
2381         "nr_bounce",
2382 };
2383
2384 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2385 {
2386         struct page_state *ps;
2387
2388         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2389                 return NULL;
2390
2391         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2392         m->private = ps;
2393         if (!ps)
2394                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2395         get_full_page_state(ps);
2396         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2397         ps->pgpgout /= 2;
2398         return (unsigned long *)ps + *pos;
2399 }
2400
2401 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2402 {
2403         (*pos)++;
2404         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2405                 return NULL;
2406         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2407 }
2408
2409 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2410 {
2411         unsigned long *l = arg;
2412         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2413
2414         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2415         return 0;
2416 }
2417
2418 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2419 {
2420         kfree(m->private);
2421         m->private = NULL;
2422 }
2423
2424 struct seq_operations vmstat_op = {
2425         .start  = vmstat_start,
2426         .next   = vmstat_next,
2427         .stop   = vmstat_stop,
2428         .show   = vmstat_show,
2429 };
2430
2431 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2432
2433 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2434 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2435                                  unsigned long action, void *hcpu)
2436 {
2437         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2438         long *count;
2439         unsigned long *src, *dest;
2440
2441         if (action == CPU_DEAD) {
2442                 int i;
2443
2444                 /* Drain local pagecache count. */
2445                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2446                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2447                 *count = 0;
2448                 local_irq_disable();
2449                 __drain_pages(cpu);
2450
2451                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2452                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2453                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2454
2455                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2456                                 i++) {
2457                         dest[i] += src[i];
2458                         src[i] = 0;
2459                 }
2460
2461                 local_irq_enable();
2462         }
2463         return NOTIFY_OK;
2464 }
2465 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2466
2467 void __init page_alloc_init(void)
2468 {
2469         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2474  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2475  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2476  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2477  */
2478 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2479 {
2480         struct pglist_data *pgdat;
2481         int j, idx;
2482
2483         for_each_pgdat(pgdat) {
2484                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2485                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2486                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2487
2488                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2489
2490                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2491                                 struct zone *lower_zone;
2492
2493                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2494                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2495
2496                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2497                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2498                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2499                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2500                         }
2501                 }
2502         }
2503 }
2504
2505 /*
2506  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2507  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2508  *      with respect to min_free_kbytes.
2509  */
2510 void setup_per_zone_pages_min(void)
2511 {
2512         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2513         unsigned long lowmem_pages = 0;
2514         struct zone *zone;
2515         unsigned long flags;
2516
2517         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2518         for_each_zone(zone) {
2519                 if (!is_highmem(zone))
2520                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2521         }
2522
2523         for_each_zone(zone) {
2524                 unsigned long tmp;
2525                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2526                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2527                 if (is_highmem(zone)) {
2528                         /*
2529                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2530                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2531                          * value here.
2532                          *
2533                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2534                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2535                          * not be capped for highmem.
2536                          */
2537                         int min_pages;
2538
2539                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2540                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2541                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2542                         if (min_pages > 128)
2543                                 min_pages = 128;
2544                         zone->pages_min = min_pages;
2545                 } else {
2546                         /*
2547                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2548                          * proportionate to the zone's size.
2549                          */
2550                         zone->pages_min = tmp;
2551                 }
2552
2553                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2554                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2555                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2556         }
2557 }
2558
2559 /*
2560  * Initialise min_free_kbytes.
2561  *
2562  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2563  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2564  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2565  *
2566  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2567  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2568  *
2569  * which yields
2570  *
2571  * 16MB:        512k
2572  * 32MB:        724k
2573  * 64MB:        1024k
2574  * 128MB:       1448k
2575  * 256MB:       2048k
2576  * 512MB:       2896k
2577  * 1024MB:      4096k
2578  * 2048MB:      5792k
2579  * 4096MB:      8192k
2580  * 8192MB:      11584k
2581  * 16384MB:     16384k
2582  */
2583 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2584 {
2585         unsigned long lowmem_kbytes;
2586
2587         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2588
2589         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2590         if (min_free_kbytes < 128)
2591                 min_free_kbytes = 128;
2592         if (min_free_kbytes > 65536)
2593                 min_free_kbytes = 65536;
2594         setup_per_zone_pages_min();
2595         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2596         return 0;
2597 }
2598 module_init(init_per_zone_pages_min)
2599
2600 /*
2601  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2602  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2603  *      changes.
2604  */
2605 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2606         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2607 {
2608         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2609         setup_per_zone_pages_min();
2610         return 0;
2611 }
2612
2613 /*
2614  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2615  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2616  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2617  *
2618  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2619  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2620  * if in function of the boot time zone sizes.
2621  */
2622 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2623         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2624 {
2625         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2626         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2627         return 0;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2632  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2633  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2634  */
2635
2636 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2637         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2638 {
2639         struct zone *zone;
2640         unsigned int cpu;
2641         int ret;
2642
2643         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2644         if (!write || (ret == -EINVAL))
2645                 return ret;
2646         for_each_zone(zone) {
2647                 for_each_online_cpu(cpu) {
2648                         unsigned long  high;
2649                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2650                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2651                 }
2652         }
2653         return 0;
2654 }
2655
2656 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2657
2658 #ifdef CONFIG_NUMA
2659 static int __init set_hashdist(char *str)
2660 {
2661         if (!str)
2662                 return 0;
2663         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2664         return 1;
2665 }
2666 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2667 #endif
2668
2669 /*
2670  * allocate a large system hash table from bootmem
2671  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2672  *   quantity of entries
2673  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2674  */
2675 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2676                                      unsigned long bucketsize,
2677                                      unsigned long numentries,
2678                                      int scale,
2679                                      int flags,
2680                                      unsigned int *_hash_shift,
2681                                      unsigned int *_hash_mask,
2682                                      unsigned long limit)
2683 {
2684         unsigned long long max = limit;
2685         unsigned long log2qty, size;
2686         void *table = NULL;
2687
2688         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2689         if (!numentries) {
2690                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2691                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2692                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2693                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2694                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2695
2696                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2697                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2698                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2699                 else
2700                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2701         }
2702         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2703         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2704
2705         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2706         if (max == 0) {
2707                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2708                 do_div(max, bucketsize);
2709         }
2710
2711         if (numentries > max)
2712                 numentries = max;
2713
2714         log2qty = long_log2(numentries);
2715
2716         do {
2717                 size = bucketsize << log2qty;
2718                 if (flags & HASH_EARLY)
2719                         table = alloc_bootmem(size);
2720                 else if (hashdist)
2721                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2722                 else {
2723                         unsigned long order;
2724                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2725                                 ;
2726                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2727                 }
2728         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2729
2730         if (!table)
2731                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2732
2733         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2734                tablename,
2735                (1U << log2qty),
2736                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2737                size);
2738
2739         if (_hash_shift)
2740                 *_hash_shift = log2qty;
2741         if (_hash_mask)
2742                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2743
2744         return table;
2745 }