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