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