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