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