Merge branch 'release' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/aegl/linux-2.6
[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                                 if (!zone_reclaim_mode ||
882                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
883                                         continue;
884                 }
885
886                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
887                 if (page) {
888                         break;
889                 }
890         } while (*(++z) != NULL);
891         return page;
892 }
893
894 /*
895  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
896  */
897 struct page * fastcall
898 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
899                 struct zonelist *zonelist)
900 {
901         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
902         struct zone **z;
903         struct page *page;
904         struct reclaim_state reclaim_state;
905         struct task_struct *p = current;
906         int do_retry;
907         int alloc_flags;
908         int did_some_progress;
909
910         might_sleep_if(wait);
911
912 restart:
913         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
914
915         if (unlikely(*z == NULL)) {
916                 /* Should this ever happen?? */
917                 return NULL;
918         }
919
920         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
921                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
922         if (page)
923                 goto got_pg;
924
925         do {
926                 wakeup_kswapd(*z, order);
927         } while (*(++z));
928
929         /*
930          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
931          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
932          * to how we want to proceed.
933          *
934          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
935          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
936          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
937          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
938          */
939         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
940         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
941                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
942         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
943                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
944         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
945
946         /*
947          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
948          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
949          *
950          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
951          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
952          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
953          */
954         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
955         if (page)
956                 goto got_pg;
957
958         /* This allocation should allow future memory freeing. */
959
960         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
961                         && !in_interrupt()) {
962                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
963 nofail_alloc:
964                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
965                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
966                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
967                         if (page)
968                                 goto got_pg;
969                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
970                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
971                                 goto nofail_alloc;
972                         }
973                 }
974                 goto nopage;
975         }
976
977         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
978         if (!wait)
979                 goto nopage;
980
981 rebalance:
982         cond_resched();
983
984         /* We now go into synchronous reclaim */
985         cpuset_memory_pressure_bump();
986         p->flags |= PF_MEMALLOC;
987         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
988         p->reclaim_state = &reclaim_state;
989
990         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
991
992         p->reclaim_state = NULL;
993         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
994
995         cond_resched();
996
997         if (likely(did_some_progress)) {
998                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
999                                                 zonelist, alloc_flags);
1000                 if (page)
1001                         goto got_pg;
1002         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1003                 /*
1004                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1005                  * very high watermark here, this is only to catch
1006                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1007                  * under heavy pressure.
1008                  */
1009                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1010                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1011                 if (page)
1012                         goto got_pg;
1013
1014                 out_of_memory(gfp_mask, order);
1015                 goto restart;
1016         }
1017
1018         /*
1019          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1020          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1021          *
1022          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1023          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1024          */
1025         do_retry = 0;
1026         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1027                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1028                         do_retry = 1;
1029                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1030                         do_retry = 1;
1031         }
1032         if (do_retry) {
1033                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1034                 goto rebalance;
1035         }
1036
1037 nopage:
1038         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1039                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1040                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1041                         p->comm, order, gfp_mask);
1042                 dump_stack();
1043                 show_mem();
1044         }
1045 got_pg:
1046         return page;
1047 }
1048
1049 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1050
1051 /*
1052  * Common helper functions.
1053  */
1054 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1055 {
1056         struct page * page;
1057         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1058         if (!page)
1059                 return 0;
1060         return (unsigned long) page_address(page);
1061 }
1062
1063 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1064
1065 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1066 {
1067         struct page * page;
1068
1069         /*
1070          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1071          * a highmem page
1072          */
1073         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1074
1075         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1076         if (page)
1077                 return (unsigned long) page_address(page);
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1082
1083 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1084 {
1085         int i = pagevec_count(pvec);
1086
1087         while (--i >= 0)
1088                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1089 }
1090
1091 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1092 {
1093         if (put_page_testzero(page)) {
1094                 if (order == 0)
1095                         free_hot_page(page);
1096                 else
1097                         __free_pages_ok(page, order);
1098         }
1099 }
1100
1101 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1102
1103 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1104 {
1105         if (addr != 0) {
1106                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1107                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1108         }
1109 }
1110
1111 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1112
1113 /*
1114  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1115  */
1116 unsigned int nr_free_pages(void)
1117 {
1118         unsigned int sum = 0;
1119         struct zone *zone;
1120
1121         for_each_zone(zone)
1122                 sum += zone->free_pages;
1123
1124         return sum;
1125 }
1126
1127 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1128
1129 #ifdef CONFIG_NUMA
1130 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1131 {
1132         unsigned int i, sum = 0;
1133
1134         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1135                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1136
1137         return sum;
1138 }
1139 #endif
1140
1141 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1142 {
1143         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1144         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1145         unsigned int sum = 0;
1146
1147         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1148         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1149         struct zone *zone;
1150
1151         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1152                 unsigned long size = zone->present_pages;
1153                 unsigned long high = zone->pages_high;
1154                 if (size > high)
1155                         sum += size - high;
1156         }
1157
1158         return sum;
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1163  */
1164 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1165 {
1166         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1171  */
1172 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1173 {
1174         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1175 }
1176
1177 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1178 unsigned int nr_free_highpages (void)
1179 {
1180         pg_data_t *pgdat;
1181         unsigned int pages = 0;
1182
1183         for_each_pgdat(pgdat)
1184                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1185
1186         return pages;
1187 }
1188 #endif
1189
1190 #ifdef CONFIG_NUMA
1191 static void show_node(struct zone *zone)
1192 {
1193         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1194 }
1195 #else
1196 #define show_node(zone) do { } while (0)
1197 #endif
1198
1199 /*
1200  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1201  * The result is unavoidably approximate - it can change
1202  * during and after execution of this function.
1203  */
1204 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1205
1206 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1207 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1208 #ifdef CONFIG_SMP
1209 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1210 #endif
1211
1212 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1213 {
1214         int cpu = 0;
1215
1216         memset(ret, 0, nr * sizeof(unsigned long));
1217         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1218
1219         cpu = first_cpu(*cpumask);
1220         while (cpu < NR_CPUS) {
1221                 unsigned long *in, *out, off;
1222
1223                 if (!cpu_isset(cpu, *cpumask))
1224                         continue;
1225
1226                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1227
1228                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1229
1230                 if (likely(cpu < NR_CPUS))
1231                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1232
1233                 out = (unsigned long *)ret;
1234                 for (off = 0; off < nr; off++)
1235                         *out++ += *in++;
1236         }
1237 }
1238
1239 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1240 {
1241         int nr;
1242         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1243
1244         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1245         nr /= sizeof(unsigned long);
1246
1247         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1248 }
1249
1250 void get_page_state(struct page_state *ret)
1251 {
1252         int nr;
1253         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1254
1255         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1256         nr /= sizeof(unsigned long);
1257
1258         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1259 }
1260
1261 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1262 {
1263         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1264
1265         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1266 }
1267
1268 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1269 {
1270         unsigned long ret = 0;
1271         int cpu;
1272
1273         for_each_online_cpu(cpu) {
1274                 unsigned long in;
1275
1276                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1277                 ret += *((unsigned long *)in);
1278         }
1279         return ret;
1280 }
1281
1282 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1283 {
1284         void *ptr;
1285
1286         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1287         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1290
1291 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1292 {
1293         unsigned long flags;
1294         void *ptr;
1295
1296         local_irq_save(flags);
1297         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1298         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1299         local_irq_restore(flags);
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1302
1303 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1304                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1305 {
1306         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1307         int i;
1308
1309         *active = 0;
1310         *inactive = 0;
1311         *free = 0;
1312         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1313                 *active += zones[i].nr_active;
1314                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1315                 *free += zones[i].free_pages;
1316         }
1317 }
1318
1319 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1320                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1321 {
1322         struct pglist_data *pgdat;
1323
1324         *active = 0;
1325         *inactive = 0;
1326         *free = 0;
1327         for_each_pgdat(pgdat) {
1328                 unsigned long l, m, n;
1329                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1330                 *active += l;
1331                 *inactive += m;
1332                 *free += n;
1333         }
1334 }
1335
1336 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1337 {
1338         val->totalram = totalram_pages;
1339         val->sharedram = 0;
1340         val->freeram = nr_free_pages();
1341         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1342 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1343         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1344         val->freehigh = nr_free_highpages();
1345 #else
1346         val->totalhigh = 0;
1347         val->freehigh = 0;
1348 #endif
1349         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1350 }
1351
1352 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1353
1354 #ifdef CONFIG_NUMA
1355 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1356 {
1357         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1358
1359         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1360         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1361         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1362         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1363         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1364 }
1365 #endif
1366
1367 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1368
1369 /*
1370  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1371  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1372  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1373  */
1374 void show_free_areas(void)
1375 {
1376         struct page_state ps;
1377         int cpu, temperature;
1378         unsigned long active;
1379         unsigned long inactive;
1380         unsigned long free;
1381         struct zone *zone;
1382
1383         for_each_zone(zone) {
1384                 show_node(zone);
1385                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1386
1387                 if (!populated_zone(zone)) {
1388                         printk(" empty\n");
1389                         continue;
1390                 } else
1391                         printk("\n");
1392
1393                 for_each_online_cpu(cpu) {
1394                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1395
1396                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1397
1398                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1399                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1400                                         cpu,
1401                                         temperature ? "cold" : "hot",
1402                                         pageset->pcp[temperature].high,
1403                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1404                                         pageset->pcp[temperature].count);
1405                 }
1406         }
1407
1408         get_page_state(&ps);
1409         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1410
1411         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1412                 K(nr_free_pages()),
1413                 K(nr_free_highpages()));
1414
1415         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1416                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1417                 active,
1418                 inactive,
1419                 ps.nr_dirty,
1420                 ps.nr_writeback,
1421                 ps.nr_unstable,
1422                 nr_free_pages(),
1423                 ps.nr_slab,
1424                 ps.nr_mapped,
1425                 ps.nr_page_table_pages);
1426
1427         for_each_zone(zone) {
1428                 int i;
1429
1430                 show_node(zone);
1431                 printk("%s"
1432                         " free:%lukB"
1433                         " min:%lukB"
1434                         " low:%lukB"
1435                         " high:%lukB"
1436                         " active:%lukB"
1437                         " inactive:%lukB"
1438                         " present:%lukB"
1439                         " pages_scanned:%lu"
1440                         " all_unreclaimable? %s"
1441                         "\n",
1442                         zone->name,
1443                         K(zone->free_pages),
1444                         K(zone->pages_min),
1445                         K(zone->pages_low),
1446                         K(zone->pages_high),
1447                         K(zone->nr_active),
1448                         K(zone->nr_inactive),
1449                         K(zone->present_pages),
1450                         zone->pages_scanned,
1451                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1452                         );
1453                 printk("lowmem_reserve[]:");
1454                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1455                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1456                 printk("\n");
1457         }
1458
1459         for_each_zone(zone) {
1460                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1461
1462                 show_node(zone);
1463                 printk("%s: ", zone->name);
1464                 if (!populated_zone(zone)) {
1465                         printk("empty\n");
1466                         continue;
1467                 }
1468
1469                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1470                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1471                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1472                         total += nr << order;
1473                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1474                 }
1475                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1476                 printk("= %lukB\n", K(total));
1477         }
1478
1479         show_swap_cache_info();
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Builds allocation fallback zone lists.
1484  *
1485  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1486  */
1487 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1488                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1489 {
1490         struct zone *zone;
1491
1492         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1493
1494         do {
1495                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1496                 if (populated_zone(zone)) {
1497 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1498                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1499 #endif
1500                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1501                         check_highest_zone(zone_type);
1502                 }
1503                 zone_type--;
1504
1505         } while (zone_type >= 0);
1506         return nr_zones;
1507 }
1508
1509 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1510 {
1511         int res = ZONE_NORMAL;
1512         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1513                 res = ZONE_HIGHMEM;
1514         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1515                 res = ZONE_DMA32;
1516         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1517                 res = ZONE_DMA;
1518         return res;
1519 }
1520
1521 #ifdef CONFIG_NUMA
1522 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1523 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1524 /**
1525  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1526  * @node: node whose fallback list we're appending
1527  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1528  *
1529  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1530  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1531  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1532  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1533  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1534  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1535  * on them otherwise.
1536  * It returns -1 if no node is found.
1537  */
1538 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1539 {
1540         int i, n, val;
1541         int min_val = INT_MAX;
1542         int best_node = -1;
1543
1544         for_each_online_node(i) {
1545                 cpumask_t tmp;
1546
1547                 /* Start from local node */
1548                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1549
1550                 /* Don't want a node to appear more than once */
1551                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1552                         continue;
1553
1554                 /* Use the local node if we haven't already */
1555                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1556                         best_node = node;
1557                         break;
1558                 }
1559
1560                 /* Use the distance array to find the distance */
1561                 val = node_distance(node, n);
1562
1563                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1564                 tmp = node_to_cpumask(n);
1565                 if (!cpus_empty(tmp))
1566                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1567
1568                 /* Slight preference for less loaded node */
1569                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1570                 val += node_load[n];
1571
1572                 if (val < min_val) {
1573                         min_val = val;
1574                         best_node = n;
1575                 }
1576         }
1577
1578         if (best_node >= 0)
1579                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1580
1581         return best_node;
1582 }
1583
1584 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1585 {
1586         int i, j, k, node, local_node;
1587         int prev_node, load;
1588         struct zonelist *zonelist;
1589         nodemask_t used_mask;
1590
1591         /* initialize zonelists */
1592         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1593                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1594                 zonelist->zones[0] = NULL;
1595         }
1596
1597         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1598         local_node = pgdat->node_id;
1599         load = num_online_nodes();
1600         prev_node = local_node;
1601         nodes_clear(used_mask);
1602         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1603                 int distance = node_distance(local_node, node);
1604
1605                 /*
1606                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1607                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1608                  */
1609                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1610                         zone_reclaim_mode = 1;
1611
1612                 /*
1613                  * We don't want to pressure a particular node.
1614                  * So adding penalty to the first node in same
1615                  * distance group to make it round-robin.
1616                  */
1617
1618                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1619                         node_load[node] += load;
1620                 prev_node = node;
1621                 load--;
1622                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1623                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1624                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1625
1626                         k = highest_zone(i);
1627
1628                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1629                         zonelist->zones[j] = NULL;
1630                 }
1631         }
1632 }
1633
1634 #else   /* CONFIG_NUMA */
1635
1636 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1637 {
1638         int i, j, k, node, local_node;
1639
1640         local_node = pgdat->node_id;
1641         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1642                 struct zonelist *zonelist;
1643
1644                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1645
1646                 j = 0;
1647                 k = highest_zone(i);
1648                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1649                 /*
1650                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1651                  * of all the other nodes.
1652                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1653                  * building the zones for node N, we make sure that the
1654                  * zones coming right after the local ones are those from
1655                  * node N+1 (modulo N)
1656                  */
1657                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1658                         if (!node_online(node))
1659                                 continue;
1660                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1661                 }
1662                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1663                         if (!node_online(node))
1664                                 continue;
1665                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1666                 }
1667
1668                 zonelist->zones[j] = NULL;
1669         }
1670 }
1671
1672 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1673
1674 void __init build_all_zonelists(void)
1675 {
1676         int i;
1677
1678         for_each_online_node(i)
1679                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1680         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1681         cpuset_init_current_mems_allowed();
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1686  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1687  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1688  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1689  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1690  * conservative, even though it seems large.
1691  *
1692  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1693  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1694  */
1695 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1696
1697 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1698 {
1699         unsigned long size = 1;
1700
1701         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1702
1703         while (size < pages)
1704                 size <<= 1;
1705
1706         /*
1707          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1708          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1709          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1710          */
1711         size = min(size, 4096UL);
1712
1713         return max(size, 4UL);
1714 }
1715
1716 /*
1717  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1718  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1719  * hash function before the remainder is taken.
1720  */
1721 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1722 {
1723         return ffz(~size);
1724 }
1725
1726 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1727
1728 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1729                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1730 {
1731         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1732         int i;
1733
1734         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1735                 totalpages += zones_size[i];
1736         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1737
1738         realtotalpages = totalpages;
1739         if (zholes_size)
1740                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1741                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1742         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1743         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1744 }
1745
1746
1747 /*
1748  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1749  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1750  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1751  */
1752 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1753                 unsigned long start_pfn)
1754 {
1755         struct page *page;
1756         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1757         unsigned long pfn;
1758
1759         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1760                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1761                         continue;
1762                 page = pfn_to_page(pfn);
1763                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1764                 set_page_count(page, 1);
1765                 reset_page_mapcount(page);
1766                 SetPageReserved(page);
1767                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1768 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1769                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1770                 if (!is_highmem_idx(zone))
1771                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1772 #endif
1773         }
1774 }
1775
1776 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1777                                 unsigned long size)
1778 {
1779         int order;
1780         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1781                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1782                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1783         }
1784 }
1785
1786 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1787 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1788                 unsigned long size)
1789 {
1790         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1791         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1792
1793         if (FLAGS_HAS_NODE)
1794                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1795         else
1796                 for (; snum <= end; snum++)
1797                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1798 }
1799
1800 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1801 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1802         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1803 #endif
1804
1805 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1806 {
1807         int batch;
1808
1809         /*
1810          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1811          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1812          *
1813          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1814          */
1815         batch = zone->present_pages / 1024;
1816         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1817                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1818         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1819         if (batch < 1)
1820                 batch = 1;
1821
1822         /*
1823          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1824          * of 2 value was found to be more likely to have
1825          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1826          *
1827          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1828          * batches of pages, one task can end up with a lot
1829          * of pages of one half of the possible page colors
1830          * and the other with pages of the other colors.
1831          */
1832         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1833
1834         return batch;
1835 }
1836
1837 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1838 {
1839         struct per_cpu_pages *pcp;
1840
1841         memset(p, 0, sizeof(*p));
1842
1843         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1844         pcp->count = 0;
1845         pcp->high = 6 * batch;
1846         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1847         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1848
1849         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1850         pcp->count = 0;
1851         pcp->high = 2 * batch;
1852         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1853         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1854 }
1855
1856 /*
1857  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1858  * to the value high for the pageset p.
1859  */
1860
1861 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1862                                 unsigned long high)
1863 {
1864         struct per_cpu_pages *pcp;
1865
1866         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1867         pcp->high = high;
1868         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1869         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1870                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1871 }
1872
1873
1874 #ifdef CONFIG_NUMA
1875 /*
1876  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1877  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1878  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1879  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1880  * with interrupts disabled.
1881  *
1882  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1883  *
1884  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1885  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1886  * hotplugged processors.
1887  *
1888  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1889  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1890  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1891  */
1892 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1893
1894 /*
1895  * Dynamically allocate memory for the
1896  * per cpu pageset array in struct zone.
1897  */
1898 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1899 {
1900         struct zone *zone, *dzone;
1901
1902         for_each_zone(zone) {
1903
1904                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1905                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1906                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1907                         goto bad;
1908
1909                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1910
1911                 if (percpu_pagelist_fraction)
1912                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1913                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1914         }
1915
1916         return 0;
1917 bad:
1918         for_each_zone(dzone) {
1919                 if (dzone == zone)
1920                         break;
1921                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1922                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1923         }
1924         return -ENOMEM;
1925 }
1926
1927 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1928 {
1929         struct zone *zone;
1930
1931         for_each_zone(zone) {
1932                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1933
1934                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1935                 kfree(pset);
1936         }
1937 }
1938
1939 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1940                 unsigned long action,
1941                 void *hcpu)
1942 {
1943         int cpu = (long)hcpu;
1944         int ret = NOTIFY_OK;
1945
1946         switch (action) {
1947                 case CPU_UP_PREPARE:
1948                         if (process_zones(cpu))
1949                                 ret = NOTIFY_BAD;
1950                         break;
1951                 case CPU_UP_CANCELED:
1952                 case CPU_DEAD:
1953                         free_zone_pagesets(cpu);
1954                         break;
1955                 default:
1956                         break;
1957         }
1958         return ret;
1959 }
1960
1961 static struct notifier_block pageset_notifier =
1962         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1963
1964 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1965 {
1966         int err;
1967
1968         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1969          * A cpuup callback will do this for every cpu
1970          * as it comes online
1971          */
1972         err = process_zones(smp_processor_id());
1973         BUG_ON(err);
1974         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1975 }
1976
1977 #endif
1978
1979 static __meminit
1980 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1981 {
1982         int i;
1983         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1984
1985         /*
1986          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1987          * per zone.
1988          */
1989         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1990         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1991         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1992                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1993                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1994
1995         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1996                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1997 }
1998
1999 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2000 {
2001         int cpu;
2002         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2003
2004         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2005 #ifdef CONFIG_NUMA
2006                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2007                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2008                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2009 #else
2010                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2011 #endif
2012         }
2013         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2014                 zone->name, zone->present_pages, batch);
2015 }
2016
2017 static __meminit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2018                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
2019 {
2020         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2021
2022         zone_wait_table_init(zone, size);
2023         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2024
2025         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
2026         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2027
2028         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2029
2030         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Set up the zone data structures:
2035  *   - mark all pages reserved
2036  *   - mark all memory queues empty
2037  *   - clear the memory bitmaps
2038  */
2039 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2040                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2041 {
2042         unsigned long j;
2043         int nid = pgdat->node_id;
2044         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2045
2046         pgdat_resize_init(pgdat);
2047         pgdat->nr_zones = 0;
2048         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2049         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2050         
2051         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2052                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2053                 unsigned long size, realsize;
2054
2055                 realsize = size = zones_size[j];
2056                 if (zholes_size)
2057                         realsize -= zholes_size[j];
2058
2059                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2060                         nr_kernel_pages += realsize;
2061                 nr_all_pages += realsize;
2062
2063                 zone->spanned_pages = size;
2064                 zone->present_pages = realsize;
2065                 zone->name = zone_names[j];
2066                 spin_lock_init(&zone->lock);
2067                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2068                 zone_seqlock_init(zone);
2069                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2070                 zone->free_pages = 0;
2071
2072                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2073
2074                 zone_pcp_init(zone);
2075                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2076                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2077                 zone->nr_scan_active = 0;
2078                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2079                 zone->nr_active = 0;
2080                 zone->nr_inactive = 0;
2081                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2082                 if (!size)
2083                         continue;
2084
2085                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2086                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2087                 zone_start_pfn += size;
2088         }
2089 }
2090
2091 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2092 {
2093         /* Skip empty nodes */
2094         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2095                 return;
2096
2097 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2098         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2099         if (!pgdat->node_mem_map) {
2100                 unsigned long size;
2101                 struct page *map;
2102
2103                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2104                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2105                 if (!map)
2106                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2107                 pgdat->node_mem_map = map;
2108         }
2109 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2110         /*
2111          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2112          */
2113         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2114                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2115 #endif
2116 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2117 }
2118
2119 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2120                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2121                 unsigned long *zholes_size)
2122 {
2123         pgdat->node_id = nid;
2124         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2125         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2126
2127         alloc_node_mem_map(pgdat);
2128
2129         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2130 }
2131
2132 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2133 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2134 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2135
2136 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2137 #endif
2138
2139 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2140 {
2141         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2142                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2143 }
2144
2145 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2146
2147 #include <linux/seq_file.h>
2148
2149 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2150 {
2151         pg_data_t *pgdat;
2152         loff_t node = *pos;
2153
2154         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2155                 --node;
2156
2157         return pgdat;
2158 }
2159
2160 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2161 {
2162         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2163
2164         (*pos)++;
2165         return pgdat->pgdat_next;
2166 }
2167
2168 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2169 {
2170 }
2171
2172 /* 
2173  * This walks the free areas for each zone.
2174  */
2175 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2176 {
2177         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2178         struct zone *zone;
2179         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2180         unsigned long flags;
2181         int order;
2182
2183         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2184                 if (!populated_zone(zone))
2185                         continue;
2186
2187                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2188                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2189                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2190                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2191                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2192                 seq_putc(m, '\n');
2193         }
2194         return 0;
2195 }
2196
2197 struct seq_operations fragmentation_op = {
2198         .start  = frag_start,
2199         .next   = frag_next,
2200         .stop   = frag_stop,
2201         .show   = frag_show,
2202 };
2203
2204 /*
2205  * Output information about zones in @pgdat.
2206  */
2207 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2208 {
2209         pg_data_t *pgdat = arg;
2210         struct zone *zone;
2211         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2212         unsigned long flags;
2213
2214         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2215                 int i;
2216
2217                 if (!populated_zone(zone))
2218                         continue;
2219
2220                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2221                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2222                 seq_printf(m,
2223                            "\n  pages free     %lu"
2224                            "\n        min      %lu"
2225                            "\n        low      %lu"
2226                            "\n        high     %lu"
2227                            "\n        active   %lu"
2228                            "\n        inactive %lu"
2229                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2230                            "\n        spanned  %lu"
2231                            "\n        present  %lu",
2232                            zone->free_pages,
2233                            zone->pages_min,
2234                            zone->pages_low,
2235                            zone->pages_high,
2236                            zone->nr_active,
2237                            zone->nr_inactive,
2238                            zone->pages_scanned,
2239                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2240                            zone->spanned_pages,
2241                            zone->present_pages);
2242                 seq_printf(m,
2243                            "\n        protection: (%lu",
2244                            zone->lowmem_reserve[0]);
2245                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2246                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2247                 seq_printf(m,
2248                            ")"
2249                            "\n  pagesets");
2250                 for_each_online_cpu(i) {
2251                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2252                         int j;
2253
2254                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2255                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2256                                 if (pageset->pcp[j].count)
2257                                         break;
2258                         }
2259                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2260                                 continue;
2261                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2262                                 seq_printf(m,
2263                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2264                                            "\n              count: %i"
2265                                            "\n              high:  %i"
2266                                            "\n              batch: %i",
2267                                            i, j,
2268                                            pageset->pcp[j].count,
2269                                            pageset->pcp[j].high,
2270                                            pageset->pcp[j].batch);
2271                         }
2272 #ifdef CONFIG_NUMA
2273                         seq_printf(m,
2274                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2275                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2276                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2277                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2278                                    "\n            local_node:     %lu"
2279                                    "\n            other_node:     %lu",
2280                                    pageset->numa_hit,
2281                                    pageset->numa_miss,
2282                                    pageset->numa_foreign,
2283                                    pageset->interleave_hit,
2284                                    pageset->local_node,
2285                                    pageset->other_node);
2286 #endif
2287                 }
2288                 seq_printf(m,
2289                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2290                            "\n  prev_priority:     %i"
2291                            "\n  temp_priority:     %i"
2292                            "\n  start_pfn:         %lu",
2293                            zone->all_unreclaimable,
2294                            zone->prev_priority,
2295                            zone->temp_priority,
2296                            zone->zone_start_pfn);
2297                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2298                 seq_putc(m, '\n');
2299         }
2300         return 0;
2301 }
2302
2303 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2304         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2305                                * fragmentation. */
2306         .next   = frag_next,
2307         .stop   = frag_stop,
2308         .show   = zoneinfo_show,
2309 };
2310
2311 static char *vmstat_text[] = {
2312         "nr_dirty",
2313         "nr_writeback",
2314         "nr_unstable",
2315         "nr_page_table_pages",
2316         "nr_mapped",
2317         "nr_slab",
2318
2319         "pgpgin",
2320         "pgpgout",
2321         "pswpin",
2322         "pswpout",
2323
2324         "pgalloc_high",
2325         "pgalloc_normal",
2326         "pgalloc_dma32",
2327         "pgalloc_dma",
2328
2329         "pgfree",
2330         "pgactivate",
2331         "pgdeactivate",
2332
2333         "pgfault",
2334         "pgmajfault",
2335
2336         "pgrefill_high",
2337         "pgrefill_normal",
2338         "pgrefill_dma32",
2339         "pgrefill_dma",
2340
2341         "pgsteal_high",
2342         "pgsteal_normal",
2343         "pgsteal_dma32",
2344         "pgsteal_dma",
2345
2346         "pgscan_kswapd_high",
2347         "pgscan_kswapd_normal",
2348         "pgscan_kswapd_dma32",
2349         "pgscan_kswapd_dma",
2350
2351         "pgscan_direct_high",
2352         "pgscan_direct_normal",
2353         "pgscan_direct_dma32",
2354         "pgscan_direct_dma",
2355
2356         "pginodesteal",
2357         "slabs_scanned",
2358         "kswapd_steal",
2359         "kswapd_inodesteal",
2360         "pageoutrun",
2361         "allocstall",
2362
2363         "pgrotated",
2364         "nr_bounce",
2365 };
2366
2367 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2368 {
2369         struct page_state *ps;
2370
2371         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2372                 return NULL;
2373
2374         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2375         m->private = ps;
2376         if (!ps)
2377                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2378         get_full_page_state(ps);
2379         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2380         ps->pgpgout /= 2;
2381         return (unsigned long *)ps + *pos;
2382 }
2383
2384 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2385 {
2386         (*pos)++;
2387         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2388                 return NULL;
2389         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2390 }
2391
2392 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2393 {
2394         unsigned long *l = arg;
2395         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2396
2397         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2398         return 0;
2399 }
2400
2401 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2402 {
2403         kfree(m->private);
2404         m->private = NULL;
2405 }
2406
2407 struct seq_operations vmstat_op = {
2408         .start  = vmstat_start,
2409         .next   = vmstat_next,
2410         .stop   = vmstat_stop,
2411         .show   = vmstat_show,
2412 };
2413
2414 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2415
2416 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2417 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2418                                  unsigned long action, void *hcpu)
2419 {
2420         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2421         long *count;
2422         unsigned long *src, *dest;
2423
2424         if (action == CPU_DEAD) {
2425                 int i;
2426
2427                 /* Drain local pagecache count. */
2428                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2429                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2430                 *count = 0;
2431                 local_irq_disable();
2432                 __drain_pages(cpu);
2433
2434                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2435                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2436                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2437
2438                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2439                                 i++) {
2440                         dest[i] += src[i];
2441                         src[i] = 0;
2442                 }
2443
2444                 local_irq_enable();
2445         }
2446         return NOTIFY_OK;
2447 }
2448 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2449
2450 void __init page_alloc_init(void)
2451 {
2452         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2457  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2458  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2459  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2460  */
2461 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2462 {
2463         struct pglist_data *pgdat;
2464         int j, idx;
2465
2466         for_each_pgdat(pgdat) {
2467                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2468                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2469                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2470
2471                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2472
2473                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2474                                 struct zone *lower_zone;
2475
2476                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2477                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2478
2479                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2480                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2481                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2482                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2483                         }
2484                 }
2485         }
2486 }
2487
2488 /*
2489  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2490  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2491  *      with respect to min_free_kbytes.
2492  */
2493 void setup_per_zone_pages_min(void)
2494 {
2495         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2496         unsigned long lowmem_pages = 0;
2497         struct zone *zone;
2498         unsigned long flags;
2499
2500         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2501         for_each_zone(zone) {
2502                 if (!is_highmem(zone))
2503                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2504         }
2505
2506         for_each_zone(zone) {
2507                 unsigned long tmp;
2508                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2509                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2510                 if (is_highmem(zone)) {
2511                         /*
2512                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2513                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2514                          * value here.
2515                          *
2516                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2517                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2518                          * not be capped for highmem.
2519                          */
2520                         int min_pages;
2521
2522                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2523                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2524                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2525                         if (min_pages > 128)
2526                                 min_pages = 128;
2527                         zone->pages_min = min_pages;
2528                 } else {
2529                         /*
2530                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2531                          * proportionate to the zone's size.
2532                          */
2533                         zone->pages_min = tmp;
2534                 }
2535
2536                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2537                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2538                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2539         }
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Initialise min_free_kbytes.
2544  *
2545  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2546  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2547  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2548  *
2549  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2550  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2551  *
2552  * which yields
2553  *
2554  * 16MB:        512k
2555  * 32MB:        724k
2556  * 64MB:        1024k
2557  * 128MB:       1448k
2558  * 256MB:       2048k
2559  * 512MB:       2896k
2560  * 1024MB:      4096k
2561  * 2048MB:      5792k
2562  * 4096MB:      8192k
2563  * 8192MB:      11584k
2564  * 16384MB:     16384k
2565  */
2566 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2567 {
2568         unsigned long lowmem_kbytes;
2569
2570         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2571
2572         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2573         if (min_free_kbytes < 128)
2574                 min_free_kbytes = 128;
2575         if (min_free_kbytes > 65536)
2576                 min_free_kbytes = 65536;
2577         setup_per_zone_pages_min();
2578         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2579         return 0;
2580 }
2581 module_init(init_per_zone_pages_min)
2582
2583 /*
2584  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2585  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2586  *      changes.
2587  */
2588 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2589         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2590 {
2591         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2592         setup_per_zone_pages_min();
2593         return 0;
2594 }
2595
2596 /*
2597  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2598  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2599  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2600  *
2601  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2602  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2603  * if in function of the boot time zone sizes.
2604  */
2605 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2606         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2607 {
2608         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2609         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2610         return 0;
2611 }
2612
2613 /*
2614  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2615  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2616  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2617  */
2618
2619 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2620         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2621 {
2622         struct zone *zone;
2623         unsigned int cpu;
2624         int ret;
2625
2626         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2627         if (!write || (ret == -EINVAL))
2628                 return ret;
2629         for_each_zone(zone) {
2630                 for_each_online_cpu(cpu) {
2631                         unsigned long  high;
2632                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2633                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2634                 }
2635         }
2636         return 0;
2637 }
2638
2639 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2640
2641 #ifdef CONFIG_NUMA
2642 static int __init set_hashdist(char *str)
2643 {
2644         if (!str)
2645                 return 0;
2646         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2647         return 1;
2648 }
2649 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2650 #endif
2651
2652 /*
2653  * allocate a large system hash table from bootmem
2654  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2655  *   quantity of entries
2656  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2657  */
2658 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2659                                      unsigned long bucketsize,
2660                                      unsigned long numentries,
2661                                      int scale,
2662                                      int flags,
2663                                      unsigned int *_hash_shift,
2664                                      unsigned int *_hash_mask,
2665                                      unsigned long limit)
2666 {
2667         unsigned long long max = limit;
2668         unsigned long log2qty, size;
2669         void *table = NULL;
2670
2671         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2672         if (!numentries) {
2673                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2674                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2675                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2676                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2677                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2678
2679                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2680                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2681                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2682                 else
2683                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2684         }
2685         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2686         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2687
2688         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2689         if (max == 0) {
2690                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2691                 do_div(max, bucketsize);
2692         }
2693
2694         if (numentries > max)
2695                 numentries = max;
2696
2697         log2qty = long_log2(numentries);
2698
2699         do {
2700                 size = bucketsize << log2qty;
2701                 if (flags & HASH_EARLY)
2702                         table = alloc_bootmem(size);
2703                 else if (hashdist)
2704                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2705                 else {
2706                         unsigned long order;
2707                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2708                                 ;
2709                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2710                 }
2711         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2712
2713         if (!table)
2714                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2715
2716         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2717                tablename,
2718                (1U << log2qty),
2719                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2720                size);
2721
2722         if (_hash_shift)
2723                 *_hash_shift = log2qty;
2724         if (_hash_mask)
2725                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2726
2727         return table;
2728 }