[PATCH] linearly index zone->node_zonelists[]
[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/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include <asm/div64.h>
43 #include "internal.h"
44
45 /*
46  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
47  * initializer cleaner
48  */
49 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
50 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
51 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
52 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalreserve_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] = {
72          256,
73 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
74          256,
75 #endif
76 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
77          32
78 #endif
79 };
80
81 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
82
83 /*
84  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
85  * id is encoded in the upper bits of page->flags
86  */
87 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
88 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
89
90 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
91          "DMA",
92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
93          "DMA32",
94 #endif
95          "Normal",
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97          "HighMem"
98 #endif
99 };
100
101 int min_free_kbytes = 1024;
102
103 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
104 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
105
106 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
107 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
108 {
109         int ret = 0;
110         unsigned seq;
111         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
112
113         do {
114                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
115                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
116                         ret = 1;
117                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
118                         ret = 1;
119         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
120
121         return ret;
122 }
123
124 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
125 {
126 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
127         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
128                 return 0;
129 #endif
130         if (zone != page_zone(page))
131                 return 0;
132
133         return 1;
134 }
135 /*
136  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
137  */
138 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
139 {
140         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
141                 return 1;
142         if (!page_is_consistent(zone, page))
143                 return 1;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
149 {
150         return 0;
151 }
152 #endif
153
154 static void bad_page(struct page *page)
155 {
156         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
157                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
158                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
159                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
160                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
161                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
162                 page_mapcount(page), page_count(page));
163         dump_stack();
164         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
165                         1 << PG_private |
166                         1 << PG_locked  |
167                         1 << PG_active  |
168                         1 << PG_dirty   |
169                         1 << PG_reclaim |
170                         1 << PG_slab    |
171                         1 << PG_swapcache |
172                         1 << PG_writeback |
173                         1 << PG_buddy );
174         set_page_count(page, 0);
175         reset_page_mapcount(page);
176         page->mapping = NULL;
177         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
178 }
179
180 /*
181  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
182  *
183  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
184  *
185  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
186  *
187  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
188  * the head page (even the head page has this).
189  *
190  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
191  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
192  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
193  */
194
195 static void free_compound_page(struct page *page)
196 {
197         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
198 }
199
200 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
201 {
202         int i;
203         int nr_pages = 1 << order;
204
205         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
206         page[1].lru.prev = (void *)order;
207         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
208                 struct page *p = page + i;
209
210                 __SetPageCompound(p);
211                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
212         }
213 }
214
215 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
216 {
217         int i;
218         int nr_pages = 1 << order;
219
220         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
221                 bad_page(page);
222
223         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
224                 struct page *p = page + i;
225
226                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
227                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
228                         bad_page(page);
229                 __ClearPageCompound(p);
230         }
231 }
232
233 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
234 {
235         int i;
236
237         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
238         /*
239          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
240          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
241          */
242         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
243         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
244                 clear_highpage(page + i);
245 }
246
247 /*
248  * function for dealing with page's order in buddy system.
249  * zone->lock is already acquired when we use these.
250  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
251  */
252 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
253 {
254         return page_private(page);
255 }
256
257 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
258 {
259         set_page_private(page, order);
260         __SetPageBuddy(page);
261 }
262
263 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
264 {
265         __ClearPageBuddy(page);
266         set_page_private(page, 0);
267 }
268
269 /*
270  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
271  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
272  *
273  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
274  * the following equation:
275  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
276  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
277  * 1 buddy is #10:
278  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
279  *
280  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
281  * satisfies the following equation:
282  *     P = B & ~(1 << O)
283  *
284  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
285  */
286 static inline struct page *
287 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
288 {
289         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
290
291         return page + (buddy_idx - page_idx);
292 }
293
294 static inline unsigned long
295 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
296 {
297         return (page_idx & ~(1 << order));
298 }
299
300 /*
301  * This function checks whether a page is free && is the buddy
302  * we can do coalesce a page and its buddy if
303  * (a) the buddy is not in a hole &&
304  * (b) the buddy is in the buddy system &&
305  * (c) a page and its buddy have the same order &&
306  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
307  *
308  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
309  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
310  *
311  * For recording page's order, we use page_private(page).
312  */
313 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
314                                                                 int order)
315 {
316 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
317         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
318                 return 0;
319 #endif
320
321         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
322                 return 0;
323
324         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
325                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
326                 return 1;
327         }
328         return 0;
329 }
330
331 /*
332  * Freeing function for a buddy system allocator.
333  *
334  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
335  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
336  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
337  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
338  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
339  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
340  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
341  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
342  * parts of the VM system.
343  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
344  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
345  * order is recorded in page_private(page) field.
346  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
347  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
348  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
349  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
350  * triggers coalescing into a block of larger size.            
351  *
352  * -- wli
353  */
354
355 static inline void __free_one_page(struct page *page,
356                 struct zone *zone, unsigned int order)
357 {
358         unsigned long page_idx;
359         int order_size = 1 << order;
360
361         if (unlikely(PageCompound(page)))
362                 destroy_compound_page(page, order);
363
364         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
365
366         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
367         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
368
369         zone->free_pages += order_size;
370         while (order < MAX_ORDER-1) {
371                 unsigned long combined_idx;
372                 struct free_area *area;
373                 struct page *buddy;
374
375                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
376                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
377                         break;          /* Move the buddy up one level. */
378
379                 list_del(&buddy->lru);
380                 area = zone->free_area + order;
381                 area->nr_free--;
382                 rmv_page_order(buddy);
383                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
384                 page = page + (combined_idx - page_idx);
385                 page_idx = combined_idx;
386                 order++;
387         }
388         set_page_order(page, order);
389         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
390         zone->free_area[order].nr_free++;
391 }
392
393 static inline int free_pages_check(struct page *page)
394 {
395         if (unlikely(page_mapcount(page) |
396                 (page->mapping != NULL)  |
397                 (page_count(page) != 0)  |
398                 (page->flags & (
399                         1 << PG_lru     |
400                         1 << PG_private |
401                         1 << PG_locked  |
402                         1 << PG_active  |
403                         1 << PG_reclaim |
404                         1 << PG_slab    |
405                         1 << PG_swapcache |
406                         1 << PG_writeback |
407                         1 << PG_reserved |
408                         1 << PG_buddy ))))
409                 bad_page(page);
410         if (PageDirty(page))
411                 __ClearPageDirty(page);
412         /*
413          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
414          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
415          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
416          */
417         return PageReserved(page);
418 }
419
420 /*
421  * Frees a list of pages. 
422  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
423  * count is the number of pages to free.
424  *
425  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
426  * see if this freeing clears that state.
427  *
428  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
429  * pinned" detection logic.
430  */
431 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
432                                         struct list_head *list, int order)
433 {
434         spin_lock(&zone->lock);
435         zone->all_unreclaimable = 0;
436         zone->pages_scanned = 0;
437         while (count--) {
438                 struct page *page;
439
440                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
441                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
442                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
443                 list_del(&page->lru);
444                 __free_one_page(page, zone, order);
445         }
446         spin_unlock(&zone->lock);
447 }
448
449 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
450 {
451         LIST_HEAD(list);
452         list_add(&page->lru, &list);
453         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
454 }
455
456 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
457 {
458         unsigned long flags;
459         int i;
460         int reserved = 0;
461
462         arch_free_page(page, order);
463         if (!PageHighMem(page))
464                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
465                                            PAGE_SIZE<<order);
466
467         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
468                 reserved += free_pages_check(page + i);
469         if (reserved)
470                 return;
471
472         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
473         local_irq_save(flags);
474         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
475         free_one_page(page_zone(page), page, order);
476         local_irq_restore(flags);
477 }
478
479 /*
480  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
481  */
482 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
483 {
484         if (order == 0) {
485                 __ClearPageReserved(page);
486                 set_page_count(page, 0);
487                 set_page_refcounted(page);
488                 __free_page(page);
489         } else {
490                 int loop;
491
492                 prefetchw(page);
493                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
494                         struct page *p = &page[loop];
495
496                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
497                                 prefetchw(p + 1);
498                         __ClearPageReserved(p);
499                         set_page_count(p, 0);
500                 }
501
502                 set_page_refcounted(page);
503                 __free_pages(page, order);
504         }
505 }
506
507
508 /*
509  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
510  * Please do not alter this order without good reasons and regression
511  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
512  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
513  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
514  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
515  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
516  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
517  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
518  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
519  *
520  * -- wli
521  */
522 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
523         int low, int high, struct free_area *area)
524 {
525         unsigned long size = 1 << high;
526
527         while (high > low) {
528                 area--;
529                 high--;
530                 size >>= 1;
531                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
532                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
533                 area->nr_free++;
534                 set_page_order(&page[size], high);
535         }
536 }
537
538 /*
539  * This page is about to be returned from the page allocator
540  */
541 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
542 {
543         if (unlikely(page_mapcount(page) |
544                 (page->mapping != NULL)  |
545                 (page_count(page) != 0)  |
546                 (page->flags & (
547                         1 << PG_lru     |
548                         1 << PG_private |
549                         1 << PG_locked  |
550                         1 << PG_active  |
551                         1 << PG_dirty   |
552                         1 << PG_reclaim |
553                         1 << PG_slab    |
554                         1 << PG_swapcache |
555                         1 << PG_writeback |
556                         1 << PG_reserved |
557                         1 << PG_buddy ))))
558                 bad_page(page);
559
560         /*
561          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
562          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
563          */
564         if (PageReserved(page))
565                 return 1;
566
567         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
568                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
569                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
570         set_page_private(page, 0);
571         set_page_refcounted(page);
572         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
573
574         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
575                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
576
577         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
578                 prep_compound_page(page, order);
579
580         return 0;
581 }
582
583 /* 
584  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
585  * Call me with the zone->lock already held.
586  */
587 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
588 {
589         struct free_area * area;
590         unsigned int current_order;
591         struct page *page;
592
593         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
594                 area = zone->free_area + current_order;
595                 if (list_empty(&area->free_list))
596                         continue;
597
598                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
599                 list_del(&page->lru);
600                 rmv_page_order(page);
601                 area->nr_free--;
602                 zone->free_pages -= 1UL << order;
603                 expand(zone, page, order, current_order, area);
604                 return page;
605         }
606
607         return NULL;
608 }
609
610 /* 
611  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
612  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
613  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
614  */
615 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
616                         unsigned long count, struct list_head *list)
617 {
618         int i;
619         
620         spin_lock(&zone->lock);
621         for (i = 0; i < count; ++i) {
622                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
623                 if (unlikely(page == NULL))
624                         break;
625                 list_add_tail(&page->lru, list);
626         }
627         spin_unlock(&zone->lock);
628         return i;
629 }
630
631 #ifdef CONFIG_NUMA
632 /*
633  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
634  * belong to the currently executing processor.
635  * Note that this function must be called with the thread pinned to
636  * a single processor.
637  */
638 void drain_node_pages(int nodeid)
639 {
640         int i;
641         enum zone_type z;
642         unsigned long flags;
643
644         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
645                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
646                 struct per_cpu_pageset *pset;
647
648                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
649                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
650                         struct per_cpu_pages *pcp;
651
652                         pcp = &pset->pcp[i];
653                         if (pcp->count) {
654                                 local_irq_save(flags);
655                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
656                                 pcp->count = 0;
657                                 local_irq_restore(flags);
658                         }
659                 }
660         }
661 }
662 #endif
663
664 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
665 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
666 {
667         unsigned long flags;
668         struct zone *zone;
669         int i;
670
671         for_each_zone(zone) {
672                 struct per_cpu_pageset *pset;
673
674                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
675                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
676                         struct per_cpu_pages *pcp;
677
678                         pcp = &pset->pcp[i];
679                         local_irq_save(flags);
680                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
681                         pcp->count = 0;
682                         local_irq_restore(flags);
683                 }
684         }
685 }
686 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
687
688 #ifdef CONFIG_PM
689
690 void mark_free_pages(struct zone *zone)
691 {
692         unsigned long zone_pfn, flags;
693         int order;
694         struct list_head *curr;
695
696         if (!zone->spanned_pages)
697                 return;
698
699         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
700         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
701                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
702
703         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
704                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
705                         unsigned long start_pfn, i;
706
707                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
708
709                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
710                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
711         }
712         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
713 }
714
715 /*
716  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
717  */
718 void drain_local_pages(void)
719 {
720         unsigned long flags;
721
722         local_irq_save(flags);  
723         __drain_pages(smp_processor_id());
724         local_irq_restore(flags);       
725 }
726 #endif /* CONFIG_PM */
727
728 /*
729  * Free a 0-order page
730  */
731 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
732 {
733         struct zone *zone = page_zone(page);
734         struct per_cpu_pages *pcp;
735         unsigned long flags;
736
737         arch_free_page(page, 0);
738
739         if (PageAnon(page))
740                 page->mapping = NULL;
741         if (free_pages_check(page))
742                 return;
743
744         kernel_map_pages(page, 1, 0);
745
746         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
747         local_irq_save(flags);
748         __count_vm_event(PGFREE);
749         list_add(&page->lru, &pcp->list);
750         pcp->count++;
751         if (pcp->count >= pcp->high) {
752                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
753                 pcp->count -= pcp->batch;
754         }
755         local_irq_restore(flags);
756         put_cpu();
757 }
758
759 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
760 {
761         free_hot_cold_page(page, 0);
762 }
763         
764 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
765 {
766         free_hot_cold_page(page, 1);
767 }
768
769 /*
770  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
771  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
772  * Each sub-page must be freed individually.
773  *
774  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
775  * Please consult with lkml before using this in your driver.
776  */
777 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
778 {
779         int i;
780
781         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
782         VM_BUG_ON(!page_count(page));
783         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
784                 set_page_refcounted(page + i);
785 }
786
787 /*
788  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
789  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
790  * or two.
791  */
792 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
793                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
794 {
795         unsigned long flags;
796         struct page *page;
797         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
798         int cpu;
799
800 again:
801         cpu  = get_cpu();
802         if (likely(order == 0)) {
803                 struct per_cpu_pages *pcp;
804
805                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
806                 local_irq_save(flags);
807                 if (!pcp->count) {
808                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
809                                                 pcp->batch, &pcp->list);
810                         if (unlikely(!pcp->count))
811                                 goto failed;
812                 }
813                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
814                 list_del(&page->lru);
815                 pcp->count--;
816         } else {
817                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
818                 page = __rmqueue(zone, order);
819                 spin_unlock(&zone->lock);
820                 if (!page)
821                         goto failed;
822         }
823
824         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
825         zone_statistics(zonelist, zone);
826         local_irq_restore(flags);
827         put_cpu();
828
829         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
830         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
831                 goto again;
832         return page;
833
834 failed:
835         local_irq_restore(flags);
836         put_cpu();
837         return NULL;
838 }
839
840 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
841 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
842 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
843 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
844 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
845 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
846 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
847
848 /*
849  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
850  * of the allocation.
851  */
852 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
853                       int classzone_idx, int alloc_flags)
854 {
855         /* free_pages my go negative - that's OK */
856         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
857         int o;
858
859         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
860                 min -= min / 2;
861         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
862                 min -= min / 4;
863
864         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
865                 return 0;
866         for (o = 0; o < order; o++) {
867                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
868                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
869
870                 /* Require fewer higher order pages to be free */
871                 min >>= 1;
872
873                 if (free_pages <= min)
874                         return 0;
875         }
876         return 1;
877 }
878
879 /*
880  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
881  * a page.
882  */
883 static struct page *
884 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
885                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
886 {
887         struct zone **z = zonelist->zones;
888         struct page *page = NULL;
889         int classzone_idx = zone_idx(*z);
890
891         /*
892          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
893          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
894          */
895         do {
896                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
897                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
898                         continue;
899
900                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
901                         unsigned long mark;
902                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
903                                 mark = (*z)->pages_min;
904                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
905                                 mark = (*z)->pages_low;
906                         else
907                                 mark = (*z)->pages_high;
908                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
909                                     classzone_idx, alloc_flags))
910                                 if (!zone_reclaim_mode ||
911                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
912                                         continue;
913                 }
914
915                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
916                 if (page) {
917                         break;
918                 }
919         } while (*(++z) != NULL);
920         return page;
921 }
922
923 /*
924  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
925  */
926 struct page * fastcall
927 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
928                 struct zonelist *zonelist)
929 {
930         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
931         struct zone **z;
932         struct page *page;
933         struct reclaim_state reclaim_state;
934         struct task_struct *p = current;
935         int do_retry;
936         int alloc_flags;
937         int did_some_progress;
938
939         might_sleep_if(wait);
940
941 restart:
942         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
943
944         if (unlikely(*z == NULL)) {
945                 /* Should this ever happen?? */
946                 return NULL;
947         }
948
949         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
950                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
951         if (page)
952                 goto got_pg;
953
954         do {
955                 wakeup_kswapd(*z, order);
956         } while (*(++z));
957
958         /*
959          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
960          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
961          * to how we want to proceed.
962          *
963          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
964          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
965          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
966          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
967          */
968         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
969         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
970                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
971         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
972                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
973         if (wait)
974                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
975
976         /*
977          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
978          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
979          *
980          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
981          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
982          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
983          */
984         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
985         if (page)
986                 goto got_pg;
987
988         /* This allocation should allow future memory freeing. */
989
990         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
991                         && !in_interrupt()) {
992                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
993 nofail_alloc:
994                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
995                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
996                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
997                         if (page)
998                                 goto got_pg;
999                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1000                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1001                                 goto nofail_alloc;
1002                         }
1003                 }
1004                 goto nopage;
1005         }
1006
1007         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1008         if (!wait)
1009                 goto nopage;
1010
1011 rebalance:
1012         cond_resched();
1013
1014         /* We now go into synchronous reclaim */
1015         cpuset_memory_pressure_bump();
1016         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1017         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1018         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1019
1020         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1021
1022         p->reclaim_state = NULL;
1023         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1024
1025         cond_resched();
1026
1027         if (likely(did_some_progress)) {
1028                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1029                                                 zonelist, alloc_flags);
1030                 if (page)
1031                         goto got_pg;
1032         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1033                 /*
1034                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1035                  * very high watermark here, this is only to catch
1036                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1037                  * under heavy pressure.
1038                  */
1039                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1040                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1041                 if (page)
1042                         goto got_pg;
1043
1044                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1045                 goto restart;
1046         }
1047
1048         /*
1049          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1050          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1051          *
1052          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1053          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1054          */
1055         do_retry = 0;
1056         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1057                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1058                         do_retry = 1;
1059                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1060                         do_retry = 1;
1061         }
1062         if (do_retry) {
1063                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1064                 goto rebalance;
1065         }
1066
1067 nopage:
1068         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1069                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1070                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1071                         p->comm, order, gfp_mask);
1072                 dump_stack();
1073                 show_mem();
1074         }
1075 got_pg:
1076         return page;
1077 }
1078
1079 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1080
1081 /*
1082  * Common helper functions.
1083  */
1084 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1085 {
1086         struct page * page;
1087         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1088         if (!page)
1089                 return 0;
1090         return (unsigned long) page_address(page);
1091 }
1092
1093 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1094
1095 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1096 {
1097         struct page * page;
1098
1099         /*
1100          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1101          * a highmem page
1102          */
1103         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1104
1105         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1106         if (page)
1107                 return (unsigned long) page_address(page);
1108         return 0;
1109 }
1110
1111 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1112
1113 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1114 {
1115         int i = pagevec_count(pvec);
1116
1117         while (--i >= 0)
1118                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1119 }
1120
1121 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1122 {
1123         if (put_page_testzero(page)) {
1124                 if (order == 0)
1125                         free_hot_page(page);
1126                 else
1127                         __free_pages_ok(page, order);
1128         }
1129 }
1130
1131 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1132
1133 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1134 {
1135         if (addr != 0) {
1136                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1137                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1138         }
1139 }
1140
1141 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1142
1143 /*
1144  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1145  */
1146 unsigned int nr_free_pages(void)
1147 {
1148         unsigned int sum = 0;
1149         struct zone *zone;
1150
1151         for_each_zone(zone)
1152                 sum += zone->free_pages;
1153
1154         return sum;
1155 }
1156
1157 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1158
1159 #ifdef CONFIG_NUMA
1160 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1161 {
1162         unsigned int sum = 0;
1163         enum zone_type i;
1164
1165         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1166                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1167
1168         return sum;
1169 }
1170 #endif
1171
1172 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1173 {
1174         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1175         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1176         unsigned int sum = 0;
1177
1178         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1179         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1180         struct zone *zone;
1181
1182         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1183                 unsigned long size = zone->present_pages;
1184                 unsigned long high = zone->pages_high;
1185                 if (size > high)
1186                         sum += size - high;
1187         }
1188
1189         return sum;
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1194  */
1195 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1196 {
1197         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1202  */
1203 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1204 {
1205         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1206 }
1207 #ifdef CONFIG_NUMA
1208 static void show_node(struct zone *zone)
1209 {
1210         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1211 }
1212 #else
1213 #define show_node(zone) do { } while (0)
1214 #endif
1215
1216 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1217 {
1218         val->totalram = totalram_pages;
1219         val->sharedram = 0;
1220         val->freeram = nr_free_pages();
1221         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1222         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1223         val->freehigh = nr_free_highpages();
1224         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1225 }
1226
1227 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1228
1229 #ifdef CONFIG_NUMA
1230 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1231 {
1232         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1233
1234         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1235         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1236 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1237         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1238         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1239 #else
1240         val->totalhigh = 0;
1241         val->freehigh = 0;
1242 #endif
1243         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1244 }
1245 #endif
1246
1247 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1248
1249 /*
1250  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1251  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1252  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1253  */
1254 void show_free_areas(void)
1255 {
1256         int cpu, temperature;
1257         unsigned long active;
1258         unsigned long inactive;
1259         unsigned long free;
1260         struct zone *zone;
1261
1262         for_each_zone(zone) {
1263                 show_node(zone);
1264                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1265
1266                 if (!populated_zone(zone)) {
1267                         printk(" empty\n");
1268                         continue;
1269                 } else
1270                         printk("\n");
1271
1272                 for_each_online_cpu(cpu) {
1273                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1274
1275                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1276
1277                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1278                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1279                                         cpu,
1280                                         temperature ? "cold" : "hot",
1281                                         pageset->pcp[temperature].high,
1282                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1283                                         pageset->pcp[temperature].count);
1284                 }
1285         }
1286
1287         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1288
1289         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1290                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1291                 active,
1292                 inactive,
1293                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1294                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1295                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1296                 nr_free_pages(),
1297                 global_page_state(NR_SLAB),
1298                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1299                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1300
1301         for_each_zone(zone) {
1302                 int i;
1303
1304                 show_node(zone);
1305                 printk("%s"
1306                         " free:%lukB"
1307                         " min:%lukB"
1308                         " low:%lukB"
1309                         " high:%lukB"
1310                         " active:%lukB"
1311                         " inactive:%lukB"
1312                         " present:%lukB"
1313                         " pages_scanned:%lu"
1314                         " all_unreclaimable? %s"
1315                         "\n",
1316                         zone->name,
1317                         K(zone->free_pages),
1318                         K(zone->pages_min),
1319                         K(zone->pages_low),
1320                         K(zone->pages_high),
1321                         K(zone->nr_active),
1322                         K(zone->nr_inactive),
1323                         K(zone->present_pages),
1324                         zone->pages_scanned,
1325                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1326                         );
1327                 printk("lowmem_reserve[]:");
1328                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1329                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1330                 printk("\n");
1331         }
1332
1333         for_each_zone(zone) {
1334                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1335
1336                 show_node(zone);
1337                 printk("%s: ", zone->name);
1338                 if (!populated_zone(zone)) {
1339                         printk("empty\n");
1340                         continue;
1341                 }
1342
1343                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1344                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1345                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1346                         total += nr[order] << order;
1347                 }
1348                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1349                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1350                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1351                 printk("= %lukB\n", K(total));
1352         }
1353
1354         show_swap_cache_info();
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Builds allocation fallback zone lists.
1359  *
1360  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1361  */
1362 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1363                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1364 {
1365         struct zone *zone;
1366
1367         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1368         zone_type++;
1369
1370         do {
1371                 zone_type--;
1372                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1373                 if (populated_zone(zone)) {
1374                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1375                         check_highest_zone(zone_type);
1376                 }
1377
1378         } while (zone_type);
1379         return nr_zones;
1380 }
1381
1382 #ifdef CONFIG_NUMA
1383 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1384 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1385 /**
1386  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1387  * @node: node whose fallback list we're appending
1388  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1389  *
1390  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1391  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1392  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1393  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1394  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1395  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1396  * on them otherwise.
1397  * It returns -1 if no node is found.
1398  */
1399 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1400 {
1401         int n, val;
1402         int min_val = INT_MAX;
1403         int best_node = -1;
1404
1405         /* Use the local node if we haven't already */
1406         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1407                 node_set(node, *used_node_mask);
1408                 return node;
1409         }
1410
1411         for_each_online_node(n) {
1412                 cpumask_t tmp;
1413
1414                 /* Don't want a node to appear more than once */
1415                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1416                         continue;
1417
1418                 /* Use the distance array to find the distance */
1419                 val = node_distance(node, n);
1420
1421                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1422                 val += (n < node);
1423
1424                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1425                 tmp = node_to_cpumask(n);
1426                 if (!cpus_empty(tmp))
1427                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1428
1429                 /* Slight preference for less loaded node */
1430                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1431                 val += node_load[n];
1432
1433                 if (val < min_val) {
1434                         min_val = val;
1435                         best_node = n;
1436                 }
1437         }
1438
1439         if (best_node >= 0)
1440                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1441
1442         return best_node;
1443 }
1444
1445 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1446 {
1447         int j, node, local_node;
1448         enum zone_type i;
1449         int prev_node, load;
1450         struct zonelist *zonelist;
1451         nodemask_t used_mask;
1452
1453         /* initialize zonelists */
1454         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1455                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1456                 zonelist->zones[0] = NULL;
1457         }
1458
1459         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1460         local_node = pgdat->node_id;
1461         load = num_online_nodes();
1462         prev_node = local_node;
1463         nodes_clear(used_mask);
1464         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1465                 int distance = node_distance(local_node, node);
1466
1467                 /*
1468                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1469                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1470                  */
1471                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1472                         zone_reclaim_mode = 1;
1473
1474                 /*
1475                  * We don't want to pressure a particular node.
1476                  * So adding penalty to the first node in same
1477                  * distance group to make it round-robin.
1478                  */
1479
1480                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1481                         node_load[node] += load;
1482                 prev_node = node;
1483                 load--;
1484                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1485                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1486                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1487
1488                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1489                         zonelist->zones[j] = NULL;
1490                 }
1491         }
1492 }
1493
1494 #else   /* CONFIG_NUMA */
1495
1496 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1497 {
1498         int node, local_node;
1499         enum zone_type i,j;
1500
1501         local_node = pgdat->node_id;
1502         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1503                 struct zonelist *zonelist;
1504
1505                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1506
1507                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1508                 /*
1509                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1510                  * of all the other nodes.
1511                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1512                  * building the zones for node N, we make sure that the
1513                  * zones coming right after the local ones are those from
1514                  * node N+1 (modulo N)
1515                  */
1516                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1517                         if (!node_online(node))
1518                                 continue;
1519                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1520                 }
1521                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1522                         if (!node_online(node))
1523                                 continue;
1524                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1525                 }
1526
1527                 zonelist->zones[j] = NULL;
1528         }
1529 }
1530
1531 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1532
1533 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1534 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1535 {
1536         int nid;
1537         for_each_online_node(nid)
1538                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1539         return 0;
1540 }
1541
1542 void __meminit build_all_zonelists(void)
1543 {
1544         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1545                 __build_all_zonelists(0);
1546                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1547         } else {
1548                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1549                    of zonelist */
1550                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1551                 /* cpuset refresh routine should be here */
1552         }
1553         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1554         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1555                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1556 }
1557
1558 /*
1559  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1560  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1561  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1562  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1563  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1564  * conservative, even though it seems large.
1565  *
1566  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1567  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1568  */
1569 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1570
1571 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1572 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1573 {
1574         unsigned long size = 1;
1575
1576         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1577
1578         while (size < pages)
1579                 size <<= 1;
1580
1581         /*
1582          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1583          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1584          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1585          */
1586         size = min(size, 4096UL);
1587
1588         return max(size, 4UL);
1589 }
1590 #else
1591 /*
1592  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1593  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1594  *
1595  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1596  *
1597  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1598  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1599  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1600  *
1601  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1602  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1603  *
1604  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1605  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1606  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1607  */
1608 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1609 {
1610         return 4096UL;
1611 }
1612 #endif
1613
1614 /*
1615  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1616  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1617  * hash function before the remainder is taken.
1618  */
1619 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1620 {
1621         return ffz(~size);
1622 }
1623
1624 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1625
1626 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1627                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1628 {
1629         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1630         enum zone_type i;
1631
1632         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1633                 totalpages += zones_size[i];
1634         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1635
1636         realtotalpages = totalpages;
1637         if (zholes_size)
1638                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1639                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1640         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1641         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1642 }
1643
1644
1645 /*
1646  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1647  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1648  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1649  */
1650 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1651                 unsigned long start_pfn)
1652 {
1653         struct page *page;
1654         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1655         unsigned long pfn;
1656
1657         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1658                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1659                         continue;
1660                 page = pfn_to_page(pfn);
1661                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1662                 init_page_count(page);
1663                 reset_page_mapcount(page);
1664                 SetPageReserved(page);
1665                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1666 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1667                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1668                 if (!is_highmem_idx(zone))
1669                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1670 #endif
1671         }
1672 }
1673
1674 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1675                                 unsigned long size)
1676 {
1677         int order;
1678         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1679                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1680                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1681         }
1682 }
1683
1684 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1685 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, enum zone_type zid,
1686                 unsigned long pfn, unsigned long size)
1687 {
1688         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1689         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1690
1691         if (FLAGS_HAS_NODE)
1692                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1693         else
1694                 for (; snum <= end; snum++)
1695                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1696 }
1697
1698 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1699 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1700         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1701 #endif
1702
1703 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1704 {
1705         int batch;
1706
1707         /*
1708          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1709          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1710          *
1711          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1712          */
1713         batch = zone->present_pages / 1024;
1714         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1715                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1716         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1717         if (batch < 1)
1718                 batch = 1;
1719
1720         /*
1721          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1722          * of 2 value was found to be more likely to have
1723          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1724          *
1725          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1726          * batches of pages, one task can end up with a lot
1727          * of pages of one half of the possible page colors
1728          * and the other with pages of the other colors.
1729          */
1730         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1731
1732         return batch;
1733 }
1734
1735 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1736 {
1737         struct per_cpu_pages *pcp;
1738
1739         memset(p, 0, sizeof(*p));
1740
1741         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1742         pcp->count = 0;
1743         pcp->high = 6 * batch;
1744         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1745         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1746
1747         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1748         pcp->count = 0;
1749         pcp->high = 2 * batch;
1750         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1751         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1752 }
1753
1754 /*
1755  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1756  * to the value high for the pageset p.
1757  */
1758
1759 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1760                                 unsigned long high)
1761 {
1762         struct per_cpu_pages *pcp;
1763
1764         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1765         pcp->high = high;
1766         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1767         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1768                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1769 }
1770
1771
1772 #ifdef CONFIG_NUMA
1773 /*
1774  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1775  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1776  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1777  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1778  * with interrupts disabled.
1779  *
1780  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1781  *
1782  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1783  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1784  * hotplugged processors.
1785  *
1786  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1787  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1788  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1789  */
1790 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1791
1792 /*
1793  * Dynamically allocate memory for the
1794  * per cpu pageset array in struct zone.
1795  */
1796 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1797 {
1798         struct zone *zone, *dzone;
1799
1800         for_each_zone(zone) {
1801
1802                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1803                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1804                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1805                         goto bad;
1806
1807                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1808
1809                 if (percpu_pagelist_fraction)
1810                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1811                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1812         }
1813
1814         return 0;
1815 bad:
1816         for_each_zone(dzone) {
1817                 if (dzone == zone)
1818                         break;
1819                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1820                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1821         }
1822         return -ENOMEM;
1823 }
1824
1825 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1826 {
1827         struct zone *zone;
1828
1829         for_each_zone(zone) {
1830                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1831
1832                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1833                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1834                         kfree(pset);
1835                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1836         }
1837 }
1838
1839 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1840                 unsigned long action,
1841                 void *hcpu)
1842 {
1843         int cpu = (long)hcpu;
1844         int ret = NOTIFY_OK;
1845
1846         switch (action) {
1847                 case CPU_UP_PREPARE:
1848                         if (process_zones(cpu))
1849                                 ret = NOTIFY_BAD;
1850                         break;
1851                 case CPU_UP_CANCELED:
1852                 case CPU_DEAD:
1853                         free_zone_pagesets(cpu);
1854                         break;
1855                 default:
1856                         break;
1857         }
1858         return ret;
1859 }
1860
1861 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1862         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1863
1864 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1865 {
1866         int err;
1867
1868         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1869          * A cpuup callback will do this for every cpu
1870          * as it comes online
1871          */
1872         err = process_zones(smp_processor_id());
1873         BUG_ON(err);
1874         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1875 }
1876
1877 #endif
1878
1879 static __meminit
1880 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1881 {
1882         int i;
1883         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1884         size_t alloc_size;
1885
1886         /*
1887          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1888          * per zone.
1889          */
1890         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1891                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1892         zone->wait_table_bits =
1893                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1894         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1895                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1896
1897         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1898                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1899                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1900         } else {
1901                 /*
1902                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1903                  * via memory hot-add.
1904                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1905                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1906                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1907                  * node itself as well.
1908                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1909                  * necessary.
1910                  */
1911                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1912         }
1913         if (!zone->wait_table)
1914                 return -ENOMEM;
1915
1916         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1917                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1918
1919         return 0;
1920 }
1921
1922 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1923 {
1924         int cpu;
1925         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1926
1927         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1928 #ifdef CONFIG_NUMA
1929                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1930                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1931                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1932 #else
1933                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1934 #endif
1935         }
1936         if (zone->present_pages)
1937                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1938                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1939 }
1940
1941 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1942                                         unsigned long zone_start_pfn,
1943                                         unsigned long size)
1944 {
1945         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1946         int ret;
1947         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1948         if (ret)
1949                 return ret;
1950         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1951
1952         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1953
1954         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1955
1956         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1957
1958         return 0;
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Set up the zone data structures:
1963  *   - mark all pages reserved
1964  *   - mark all memory queues empty
1965  *   - clear the memory bitmaps
1966  */
1967 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1968                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1969 {
1970         enum zone_type j;
1971         int nid = pgdat->node_id;
1972         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1973         int ret;
1974
1975         pgdat_resize_init(pgdat);
1976         pgdat->nr_zones = 0;
1977         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1978         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1979         
1980         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1981                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1982                 unsigned long size, realsize;
1983
1984                 realsize = size = zones_size[j];
1985                 if (zholes_size)
1986                         realsize -= zholes_size[j];
1987
1988                 if (!is_highmem_idx(j))
1989                         nr_kernel_pages += realsize;
1990                 nr_all_pages += realsize;
1991
1992                 zone->spanned_pages = size;
1993                 zone->present_pages = realsize;
1994 #ifdef CONFIG_NUMA
1995                 zone->min_unmapped_ratio = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
1996                                                 / 100;
1997 #endif
1998                 zone->name = zone_names[j];
1999                 spin_lock_init(&zone->lock);
2000                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2001                 zone_seqlock_init(zone);
2002                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2003                 zone->free_pages = 0;
2004
2005                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2006
2007                 zone_pcp_init(zone);
2008                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2009                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2010                 zone->nr_scan_active = 0;
2011                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2012                 zone->nr_active = 0;
2013                 zone->nr_inactive = 0;
2014                 zap_zone_vm_stats(zone);
2015                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2016                 if (!size)
2017                         continue;
2018
2019                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2020                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2021                 BUG_ON(ret);
2022                 zone_start_pfn += size;
2023         }
2024 }
2025
2026 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2027 {
2028         /* Skip empty nodes */
2029         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2030                 return;
2031
2032 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2033         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2034         if (!pgdat->node_mem_map) {
2035                 unsigned long size, start, end;
2036                 struct page *map;
2037
2038                 /*
2039                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2040                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2041                  * for the buddy allocator to function correctly.
2042                  */
2043                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2044                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2045                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2046                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2047                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2048                 if (!map)
2049                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2050                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2051         }
2052 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2053         /*
2054          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2055          */
2056         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2057                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2058 #endif
2059 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2060 }
2061
2062 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2063                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2064                 unsigned long *zholes_size)
2065 {
2066         pgdat->node_id = nid;
2067         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2068         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2069
2070         alloc_node_mem_map(pgdat);
2071
2072         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2073 }
2074
2075 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2076 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2077 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2078
2079 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2080 #endif
2081
2082 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2083 {
2084         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2085                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2086 }
2087
2088 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2089 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2090                                  unsigned long action, void *hcpu)
2091 {
2092         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2093
2094         if (action == CPU_DEAD) {
2095                 local_irq_disable();
2096                 __drain_pages(cpu);
2097                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2098                 local_irq_enable();
2099                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2100         }
2101         return NOTIFY_OK;
2102 }
2103 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2104
2105 void __init page_alloc_init(void)
2106 {
2107         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2108 }
2109
2110 /*
2111  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2112  *      or min_free_kbytes changes.
2113  */
2114 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2115 {
2116         struct pglist_data *pgdat;
2117         unsigned long reserve_pages = 0;
2118         enum zone_type i, j;
2119
2120         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2121                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2122                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2123                         unsigned long max = 0;
2124
2125                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2126                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2127                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2128                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2129                         }
2130
2131                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2132                         max += zone->pages_high;
2133
2134                         if (max > zone->present_pages)
2135                                 max = zone->present_pages;
2136                         reserve_pages += max;
2137                 }
2138         }
2139         totalreserve_pages = reserve_pages;
2140 }
2141
2142 /*
2143  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2144  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2145  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2146  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2147  */
2148 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2149 {
2150         struct pglist_data *pgdat;
2151         enum zone_type j, idx;
2152
2153         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2154                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2155                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2156                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2157
2158                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2159
2160                         idx = j;
2161                         while (idx) {
2162                                 struct zone *lower_zone;
2163
2164                                 idx--;
2165
2166                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2167                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2168
2169                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2170                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2171                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2172                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2173                         }
2174                 }
2175         }
2176
2177         /* update totalreserve_pages */
2178         calculate_totalreserve_pages();
2179 }
2180
2181 /*
2182  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2183  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2184  *      with respect to min_free_kbytes.
2185  */
2186 void setup_per_zone_pages_min(void)
2187 {
2188         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2189         unsigned long lowmem_pages = 0;
2190         struct zone *zone;
2191         unsigned long flags;
2192
2193         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2194         for_each_zone(zone) {
2195                 if (!is_highmem(zone))
2196                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2197         }
2198
2199         for_each_zone(zone) {
2200                 u64 tmp;
2201
2202                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2203                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2204                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2205                 if (is_highmem(zone)) {
2206                         /*
2207                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2208                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2209                          * value here.
2210                          *
2211                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2212                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2213                          * not be capped for highmem.
2214                          */
2215                         int min_pages;
2216
2217                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2218                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2219                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2220                         if (min_pages > 128)
2221                                 min_pages = 128;
2222                         zone->pages_min = min_pages;
2223                 } else {
2224                         /*
2225                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2226                          * proportionate to the zone's size.
2227                          */
2228                         zone->pages_min = tmp;
2229                 }
2230
2231                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2232                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2233                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2234         }
2235
2236         /* update totalreserve_pages */
2237         calculate_totalreserve_pages();
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Initialise min_free_kbytes.
2242  *
2243  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2244  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2245  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2246  *
2247  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2248  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2249  *
2250  * which yields
2251  *
2252  * 16MB:        512k
2253  * 32MB:        724k
2254  * 64MB:        1024k
2255  * 128MB:       1448k
2256  * 256MB:       2048k
2257  * 512MB:       2896k
2258  * 1024MB:      4096k
2259  * 2048MB:      5792k
2260  * 4096MB:      8192k
2261  * 8192MB:      11584k
2262  * 16384MB:     16384k
2263  */
2264 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2265 {
2266         unsigned long lowmem_kbytes;
2267
2268         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2269
2270         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2271         if (min_free_kbytes < 128)
2272                 min_free_kbytes = 128;
2273         if (min_free_kbytes > 65536)
2274                 min_free_kbytes = 65536;
2275         setup_per_zone_pages_min();
2276         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2277         return 0;
2278 }
2279 module_init(init_per_zone_pages_min)
2280
2281 /*
2282  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2283  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2284  *      changes.
2285  */
2286 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2287         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2288 {
2289         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2290         setup_per_zone_pages_min();
2291         return 0;
2292 }
2293
2294 #ifdef CONFIG_NUMA
2295 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2296         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2297 {
2298         struct zone *zone;
2299         int rc;
2300
2301         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2302         if (rc)
2303                 return rc;
2304
2305         for_each_zone(zone)
2306                 zone->min_unmapped_ratio = (zone->present_pages *
2307                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2308         return 0;
2309 }
2310 #endif
2311
2312 /*
2313  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2314  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2315  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2316  *
2317  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2318  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2319  * if in function of the boot time zone sizes.
2320  */
2321 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2322         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2323 {
2324         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2325         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 /*
2330  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2331  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2332  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2333  */
2334
2335 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2336         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2337 {
2338         struct zone *zone;
2339         unsigned int cpu;
2340         int ret;
2341
2342         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2343         if (!write || (ret == -EINVAL))
2344                 return ret;
2345         for_each_zone(zone) {
2346                 for_each_online_cpu(cpu) {
2347                         unsigned long  high;
2348                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2349                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2350                 }
2351         }
2352         return 0;
2353 }
2354
2355 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2356
2357 #ifdef CONFIG_NUMA
2358 static int __init set_hashdist(char *str)
2359 {
2360         if (!str)
2361                 return 0;
2362         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2363         return 1;
2364 }
2365 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2366 #endif
2367
2368 /*
2369  * allocate a large system hash table from bootmem
2370  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2371  *   quantity of entries
2372  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2373  */
2374 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2375                                      unsigned long bucketsize,
2376                                      unsigned long numentries,
2377                                      int scale,
2378                                      int flags,
2379                                      unsigned int *_hash_shift,
2380                                      unsigned int *_hash_mask,
2381                                      unsigned long limit)
2382 {
2383         unsigned long long max = limit;
2384         unsigned long log2qty, size;
2385         void *table = NULL;
2386
2387         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2388         if (!numentries) {
2389                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2390                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2391                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2392                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2393                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2394
2395                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2396                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2397                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2398                 else
2399                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2400         }
2401         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2402
2403         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2404         if (max == 0) {
2405                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2406                 do_div(max, bucketsize);
2407         }
2408
2409         if (numentries > max)
2410                 numentries = max;
2411
2412         log2qty = long_log2(numentries);
2413
2414         do {
2415                 size = bucketsize << log2qty;
2416                 if (flags & HASH_EARLY)
2417                         table = alloc_bootmem(size);
2418                 else if (hashdist)
2419                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2420                 else {
2421                         unsigned long order;
2422                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2423                                 ;
2424                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2425                 }
2426         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2427
2428         if (!table)
2429                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2430
2431         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2432                tablename,
2433                (1U << log2qty),
2434                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2435                size);
2436
2437         if (_hash_shift)
2438                 *_hash_shift = log2qty;
2439         if (_hash_mask)
2440                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2441
2442         return table;
2443 }
2444
2445 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2446 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2447 {
2448         return __pfn_to_page(pfn);
2449 }
2450 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2451 {
2452         return __page_to_pfn(page);
2453 }
2454 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2455 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2456 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */