[PATCH] Use ZVC for free_pages
[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/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76          256,
77 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
78          256,
79 #endif
80 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
81          32
82 #endif
83 };
84
85 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
86
87 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
88          "DMA",
89 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
90          "DMA32",
91 #endif
92          "Normal",
93 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
94          "HighMem"
95 #endif
96 };
97
98 int min_free_kbytes = 1024;
99
100 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
101 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
102 static unsigned long __initdata dma_reserve;
103
104 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
105   /*
106    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
107    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
108    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
109    * so the number of times add_active_range() can be called is
110    * related to the number of nodes and the number of holes
111    */
112   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
113     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
114     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
115   #else
116     #if MAX_NUMNODES >= 32
117       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
118       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
119     #else
120       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
121       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
122     #endif
123   #endif
124
125   struct node_active_region __initdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
126   int __initdata nr_nodemap_entries;
127   unsigned long __initdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
128   unsigned long __initdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
129 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
130   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
131   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
132 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
133 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
134
135 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
136 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
137 {
138         int ret = 0;
139         unsigned seq;
140         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
141
142         do {
143                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
144                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
145                         ret = 1;
146                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
147                         ret = 1;
148         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
149
150         return ret;
151 }
152
153 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
154 {
155 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
156         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
157                 return 0;
158 #endif
159         if (zone != page_zone(page))
160                 return 0;
161
162         return 1;
163 }
164 /*
165  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
166  */
167 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
168 {
169         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
170                 return 1;
171         if (!page_is_consistent(zone, page))
172                 return 1;
173
174         return 0;
175 }
176 #else
177 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
178 {
179         return 0;
180 }
181 #endif
182
183 static void bad_page(struct page *page)
184 {
185         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
186                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
187                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
188                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
189                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
190                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
191                 page_mapcount(page), page_count(page));
192         dump_stack();
193         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
194                         1 << PG_private |
195                         1 << PG_locked  |
196                         1 << PG_active  |
197                         1 << PG_dirty   |
198                         1 << PG_reclaim |
199                         1 << PG_slab    |
200                         1 << PG_swapcache |
201                         1 << PG_writeback |
202                         1 << PG_buddy );
203         set_page_count(page, 0);
204         reset_page_mapcount(page);
205         page->mapping = NULL;
206         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
207 }
208
209 /*
210  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
211  *
212  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
213  *
214  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
215  *
216  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
217  * the head page (even the head page has this).
218  *
219  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
220  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
221  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
222  */
223
224 static void free_compound_page(struct page *page)
225 {
226         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
227 }
228
229 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
230 {
231         int i;
232         int nr_pages = 1 << order;
233
234         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
235         page[1].lru.prev = (void *)order;
236         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
237                 struct page *p = page + i;
238
239                 __SetPageCompound(p);
240                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
241         }
242 }
243
244 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
245 {
246         int i;
247         int nr_pages = 1 << order;
248
249         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
250                 bad_page(page);
251
252         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
253                 struct page *p = page + i;
254
255                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
256                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
257                         bad_page(page);
258                 __ClearPageCompound(p);
259         }
260 }
261
262 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
263 {
264         int i;
265
266         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
267         /*
268          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
269          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
270          */
271         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
272         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
273                 clear_highpage(page + i);
274 }
275
276 /*
277  * function for dealing with page's order in buddy system.
278  * zone->lock is already acquired when we use these.
279  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
280  */
281 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
282 {
283         return page_private(page);
284 }
285
286 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
287 {
288         set_page_private(page, order);
289         __SetPageBuddy(page);
290 }
291
292 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
293 {
294         __ClearPageBuddy(page);
295         set_page_private(page, 0);
296 }
297
298 /*
299  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
300  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
301  *
302  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
303  * the following equation:
304  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
305  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
306  * 1 buddy is #10:
307  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
308  *
309  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
310  * satisfies the following equation:
311  *     P = B & ~(1 << O)
312  *
313  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
314  */
315 static inline struct page *
316 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
317 {
318         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
319
320         return page + (buddy_idx - page_idx);
321 }
322
323 static inline unsigned long
324 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
325 {
326         return (page_idx & ~(1 << order));
327 }
328
329 /*
330  * This function checks whether a page is free && is the buddy
331  * we can do coalesce a page and its buddy if
332  * (a) the buddy is not in a hole &&
333  * (b) the buddy is in the buddy system &&
334  * (c) a page and its buddy have the same order &&
335  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
336  *
337  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
338  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
339  *
340  * For recording page's order, we use page_private(page).
341  */
342 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
343                                                                 int order)
344 {
345 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
346         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
347                 return 0;
348 #endif
349
350         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
351                 return 0;
352
353         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
354                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
355                 return 1;
356         }
357         return 0;
358 }
359
360 /*
361  * Freeing function for a buddy system allocator.
362  *
363  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
364  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
365  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
366  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
367  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
368  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
369  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
370  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
371  * parts of the VM system.
372  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
373  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
374  * order is recorded in page_private(page) field.
375  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
376  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
377  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
378  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
379  * triggers coalescing into a block of larger size.            
380  *
381  * -- wli
382  */
383
384 static inline void __free_one_page(struct page *page,
385                 struct zone *zone, unsigned int order)
386 {
387         unsigned long page_idx;
388         int order_size = 1 << order;
389
390         if (unlikely(PageCompound(page)))
391                 destroy_compound_page(page, order);
392
393         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
394
395         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
396         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
397
398         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
399         while (order < MAX_ORDER-1) {
400                 unsigned long combined_idx;
401                 struct free_area *area;
402                 struct page *buddy;
403
404                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
405                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
406                         break;          /* Move the buddy up one level. */
407
408                 list_del(&buddy->lru);
409                 area = zone->free_area + order;
410                 area->nr_free--;
411                 rmv_page_order(buddy);
412                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
413                 page = page + (combined_idx - page_idx);
414                 page_idx = combined_idx;
415                 order++;
416         }
417         set_page_order(page, order);
418         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
419         zone->free_area[order].nr_free++;
420 }
421
422 static inline int free_pages_check(struct page *page)
423 {
424         if (unlikely(page_mapcount(page) |
425                 (page->mapping != NULL)  |
426                 (page_count(page) != 0)  |
427                 (page->flags & (
428                         1 << PG_lru     |
429                         1 << PG_private |
430                         1 << PG_locked  |
431                         1 << PG_active  |
432                         1 << PG_reclaim |
433                         1 << PG_slab    |
434                         1 << PG_swapcache |
435                         1 << PG_writeback |
436                         1 << PG_reserved |
437                         1 << PG_buddy ))))
438                 bad_page(page);
439         if (PageDirty(page))
440                 __ClearPageDirty(page);
441         /*
442          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
443          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
444          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
445          */
446         return PageReserved(page);
447 }
448
449 /*
450  * Frees a list of pages. 
451  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
452  * count is the number of pages to free.
453  *
454  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
455  * see if this freeing clears that state.
456  *
457  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
458  * pinned" detection logic.
459  */
460 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
461                                         struct list_head *list, int order)
462 {
463         spin_lock(&zone->lock);
464         zone->all_unreclaimable = 0;
465         zone->pages_scanned = 0;
466         while (count--) {
467                 struct page *page;
468
469                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
470                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
471                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
472                 list_del(&page->lru);
473                 __free_one_page(page, zone, order);
474         }
475         spin_unlock(&zone->lock);
476 }
477
478 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
479 {
480         spin_lock(&zone->lock);
481         zone->all_unreclaimable = 0;
482         zone->pages_scanned = 0;
483         __free_one_page(page, zone, order);
484         spin_unlock(&zone->lock);
485 }
486
487 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
488 {
489         unsigned long flags;
490         int i;
491         int reserved = 0;
492
493         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
494                 reserved += free_pages_check(page + i);
495         if (reserved)
496                 return;
497
498         if (!PageHighMem(page))
499                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
500         arch_free_page(page, order);
501         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
502
503         local_irq_save(flags);
504         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
505         free_one_page(page_zone(page), page, order);
506         local_irq_restore(flags);
507 }
508
509 /*
510  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
511  */
512 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
513 {
514         if (order == 0) {
515                 __ClearPageReserved(page);
516                 set_page_count(page, 0);
517                 set_page_refcounted(page);
518                 __free_page(page);
519         } else {
520                 int loop;
521
522                 prefetchw(page);
523                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
524                         struct page *p = &page[loop];
525
526                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
527                                 prefetchw(p + 1);
528                         __ClearPageReserved(p);
529                         set_page_count(p, 0);
530                 }
531
532                 set_page_refcounted(page);
533                 __free_pages(page, order);
534         }
535 }
536
537
538 /*
539  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
540  * Please do not alter this order without good reasons and regression
541  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
542  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
543  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
544  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
545  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
546  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
547  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
548  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
549  *
550  * -- wli
551  */
552 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
553         int low, int high, struct free_area *area)
554 {
555         unsigned long size = 1 << high;
556
557         while (high > low) {
558                 area--;
559                 high--;
560                 size >>= 1;
561                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
562                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
563                 area->nr_free++;
564                 set_page_order(&page[size], high);
565         }
566 }
567
568 /*
569  * This page is about to be returned from the page allocator
570  */
571 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
572 {
573         if (unlikely(page_mapcount(page) |
574                 (page->mapping != NULL)  |
575                 (page_count(page) != 0)  |
576                 (page->flags & (
577                         1 << PG_lru     |
578                         1 << PG_private |
579                         1 << PG_locked  |
580                         1 << PG_active  |
581                         1 << PG_dirty   |
582                         1 << PG_reclaim |
583                         1 << PG_slab    |
584                         1 << PG_swapcache |
585                         1 << PG_writeback |
586                         1 << PG_reserved |
587                         1 << PG_buddy ))))
588                 bad_page(page);
589
590         /*
591          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
592          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
593          */
594         if (PageReserved(page))
595                 return 1;
596
597         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
598                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
599                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
600         set_page_private(page, 0);
601         set_page_refcounted(page);
602
603         arch_alloc_page(page, order);
604         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
605
606         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
607                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
608
609         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
610                 prep_compound_page(page, order);
611
612         return 0;
613 }
614
615 /* 
616  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
617  * Call me with the zone->lock already held.
618  */
619 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
620 {
621         struct free_area * area;
622         unsigned int current_order;
623         struct page *page;
624
625         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
626                 area = zone->free_area + current_order;
627                 if (list_empty(&area->free_list))
628                         continue;
629
630                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
631                 list_del(&page->lru);
632                 rmv_page_order(page);
633                 area->nr_free--;
634                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
635                 expand(zone, page, order, current_order, area);
636                 return page;
637         }
638
639         return NULL;
640 }
641
642 /* 
643  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
644  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
645  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
646  */
647 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
648                         unsigned long count, struct list_head *list)
649 {
650         int i;
651         
652         spin_lock(&zone->lock);
653         for (i = 0; i < count; ++i) {
654                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
655                 if (unlikely(page == NULL))
656                         break;
657                 list_add_tail(&page->lru, list);
658         }
659         spin_unlock(&zone->lock);
660         return i;
661 }
662
663 #ifdef CONFIG_NUMA
664 /*
665  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
666  * belongs to the currently executing processor.
667  * Note that this function must be called with the thread pinned to
668  * a single processor.
669  */
670 void drain_node_pages(int nodeid)
671 {
672         int i;
673         enum zone_type z;
674         unsigned long flags;
675
676         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
677                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
678                 struct per_cpu_pageset *pset;
679
680                 if (!populated_zone(zone))
681                         continue;
682
683                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
684                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
685                         struct per_cpu_pages *pcp;
686
687                         pcp = &pset->pcp[i];
688                         if (pcp->count) {
689                                 int to_drain;
690
691                                 local_irq_save(flags);
692                                 if (pcp->count >= pcp->batch)
693                                         to_drain = pcp->batch;
694                                 else
695                                         to_drain = pcp->count;
696                                 free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
697                                 pcp->count -= to_drain;
698                                 local_irq_restore(flags);
699                         }
700                 }
701         }
702 }
703 #endif
704
705 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
706 {
707         unsigned long flags;
708         struct zone *zone;
709         int i;
710
711         for_each_zone(zone) {
712                 struct per_cpu_pageset *pset;
713
714                 if (!populated_zone(zone))
715                         continue;
716
717                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
718                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
719                         struct per_cpu_pages *pcp;
720
721                         pcp = &pset->pcp[i];
722                         local_irq_save(flags);
723                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
724                         pcp->count = 0;
725                         local_irq_restore(flags);
726                 }
727         }
728 }
729
730 #ifdef CONFIG_PM
731
732 void mark_free_pages(struct zone *zone)
733 {
734         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
735         unsigned long flags;
736         int order;
737         struct list_head *curr;
738
739         if (!zone->spanned_pages)
740                 return;
741
742         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
743
744         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
745         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
746                 if (pfn_valid(pfn)) {
747                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
748
749                         if (!PageNosave(page))
750                                 ClearPageNosaveFree(page);
751                 }
752
753         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
754                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
755                         unsigned long i;
756
757                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
758                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
759                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
760                 }
761
762         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
763 }
764
765 /*
766  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
767  */
768 void drain_local_pages(void)
769 {
770         unsigned long flags;
771
772         local_irq_save(flags);  
773         __drain_pages(smp_processor_id());
774         local_irq_restore(flags);       
775 }
776 #endif /* CONFIG_PM */
777
778 /*
779  * Free a 0-order page
780  */
781 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
782 {
783         struct zone *zone = page_zone(page);
784         struct per_cpu_pages *pcp;
785         unsigned long flags;
786
787         if (PageAnon(page))
788                 page->mapping = NULL;
789         if (free_pages_check(page))
790                 return;
791
792         if (!PageHighMem(page))
793                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
794         arch_free_page(page, 0);
795         kernel_map_pages(page, 1, 0);
796
797         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
798         local_irq_save(flags);
799         __count_vm_event(PGFREE);
800         list_add(&page->lru, &pcp->list);
801         pcp->count++;
802         if (pcp->count >= pcp->high) {
803                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
804                 pcp->count -= pcp->batch;
805         }
806         local_irq_restore(flags);
807         put_cpu();
808 }
809
810 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
811 {
812         free_hot_cold_page(page, 0);
813 }
814         
815 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
816 {
817         free_hot_cold_page(page, 1);
818 }
819
820 /*
821  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
822  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
823  * Each sub-page must be freed individually.
824  *
825  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
826  * Please consult with lkml before using this in your driver.
827  */
828 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
829 {
830         int i;
831
832         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
833         VM_BUG_ON(!page_count(page));
834         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
835                 set_page_refcounted(page + i);
836 }
837
838 /*
839  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
840  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
841  * or two.
842  */
843 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
844                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
845 {
846         unsigned long flags;
847         struct page *page;
848         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
849         int cpu;
850
851 again:
852         cpu  = get_cpu();
853         if (likely(order == 0)) {
854                 struct per_cpu_pages *pcp;
855
856                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
857                 local_irq_save(flags);
858                 if (!pcp->count) {
859                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
860                                                 pcp->batch, &pcp->list);
861                         if (unlikely(!pcp->count))
862                                 goto failed;
863                 }
864                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
865                 list_del(&page->lru);
866                 pcp->count--;
867         } else {
868                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
869                 page = __rmqueue(zone, order);
870                 spin_unlock(&zone->lock);
871                 if (!page)
872                         goto failed;
873         }
874
875         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
876         zone_statistics(zonelist, zone);
877         local_irq_restore(flags);
878         put_cpu();
879
880         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
881         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
882                 goto again;
883         return page;
884
885 failed:
886         local_irq_restore(flags);
887         put_cpu();
888         return NULL;
889 }
890
891 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
892 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
893 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
894 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
895 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
896 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
897 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
898
899 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
900
901 static struct fail_page_alloc_attr {
902         struct fault_attr attr;
903
904         u32 ignore_gfp_highmem;
905         u32 ignore_gfp_wait;
906
907 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
908
909         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
910         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
911
912 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
913
914 } fail_page_alloc = {
915         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
916         .ignore_gfp_wait = 1,
917         .ignore_gfp_highmem = 1,
918 };
919
920 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
921 {
922         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
923 }
924 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
925
926 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
927 {
928         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
929                 return 0;
930         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
931                 return 0;
932         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
933                 return 0;
934
935         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
936 }
937
938 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
939
940 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
941 {
942         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
943         struct dentry *dir;
944         int err;
945
946         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
947                                        "fail_page_alloc");
948         if (err)
949                 return err;
950         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
951
952         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
953                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
954                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
955
956         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
957                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
958                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
959
960         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
961                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
962                 err = -ENOMEM;
963                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
964                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
965                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
966         }
967
968         return err;
969 }
970
971 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
972
973 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
974
975 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
976
977 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
978 {
979         return 0;
980 }
981
982 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
983
984 /*
985  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
986  * of the allocation.
987  */
988 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
989                       int classzone_idx, int alloc_flags)
990 {
991         /* free_pages my go negative - that's OK */
992         long min = mark;
993         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
994         int o;
995
996         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
997                 min -= min / 2;
998         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
999                 min -= min / 4;
1000
1001         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1002                 return 0;
1003         for (o = 0; o < order; o++) {
1004                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1005                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1006
1007                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1008                 min >>= 1;
1009
1010                 if (free_pages <= min)
1011                         return 0;
1012         }
1013         return 1;
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_NUMA
1017 /*
1018  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1019  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1020  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1021  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1022  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1023  *
1024  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1025  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1026  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1027  *
1028  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1029  * nothing and returns NULL.
1030  *
1031  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1032  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1033  *
1034  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1035  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1036  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1037  * quickly as we can.
1038  */
1039 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1040 {
1041         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1042         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1043
1044         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1045         if (!zlc)
1046                 return NULL;
1047
1048         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1049                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1050                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1051         }
1052
1053         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1054                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1055                                         &node_online_map;
1056         return allowednodes;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1061  * if it is worth looking at further for free memory:
1062  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1063  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1064  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1065  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1066  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1067  * else return false (zero) if it is not.
1068  *
1069  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1070  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1071  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1072  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1073  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1074  * into the second scan of the zonelist.
1075  *
1076  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1077  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1078  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1079  * unturned looking for a free page.
1080  */
1081 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1082                                                 nodemask_t *allowednodes)
1083 {
1084         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1085         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1086         int n;                          /* node that zone *z is on */
1087
1088         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1089         if (!zlc)
1090                 return 1;
1091
1092         i = z - zonelist->zones;
1093         n = zlc->z_to_n[i];
1094
1095         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1096         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1101  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1102  * from that zone don't waste time re-examining it.
1103  */
1104 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1105 {
1106         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1107         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1108
1109         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1110         if (!zlc)
1111                 return;
1112
1113         i = z - zonelist->zones;
1114
1115         set_bit(i, zlc->fullzones);
1116 }
1117
1118 #else   /* CONFIG_NUMA */
1119
1120 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1121 {
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1126                                 nodemask_t *allowednodes)
1127 {
1128         return 1;
1129 }
1130
1131 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1132 {
1133 }
1134 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1135
1136 /*
1137  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1138  * a page.
1139  */
1140 static struct page *
1141 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1142                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1143 {
1144         struct zone **z;
1145         struct page *page = NULL;
1146         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1147         struct zone *zone;
1148         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1149         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1150         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1151
1152 zonelist_scan:
1153         /*
1154          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1155          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1156          */
1157         z = zonelist->zones;
1158
1159         do {
1160                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1161                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1162                                 continue;
1163                 zone = *z;
1164                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1165                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1166                                 break;
1167                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1168                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1169                                 goto try_next_zone;
1170
1171                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1172                         unsigned long mark;
1173                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1174                                 mark = zone->pages_min;
1175                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1176                                 mark = zone->pages_low;
1177                         else
1178                                 mark = zone->pages_high;
1179                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1180                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1181                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1182                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1183                                         goto this_zone_full;
1184                         }
1185                 }
1186
1187                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1188                 if (page)
1189                         break;
1190 this_zone_full:
1191                 if (NUMA_BUILD)
1192                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1193 try_next_zone:
1194                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1195                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1196                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1197                         zlc_active = 1;
1198                         did_zlc_setup = 1;
1199                 }
1200         } while (*(++z) != NULL);
1201
1202         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1203                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1204                 zlc_active = 0;
1205                 goto zonelist_scan;
1206         }
1207         return page;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1212  */
1213 struct page * fastcall
1214 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1215                 struct zonelist *zonelist)
1216 {
1217         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1218         struct zone **z;
1219         struct page *page;
1220         struct reclaim_state reclaim_state;
1221         struct task_struct *p = current;
1222         int do_retry;
1223         int alloc_flags;
1224         int did_some_progress;
1225
1226         might_sleep_if(wait);
1227
1228         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1229                 return NULL;
1230
1231 restart:
1232         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1233
1234         if (unlikely(*z == NULL)) {
1235                 /* Should this ever happen?? */
1236                 return NULL;
1237         }
1238
1239         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1240                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1241         if (page)
1242                 goto got_pg;
1243
1244         /*
1245          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1246          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1247          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1248          * using a larger set of nodes after it has established that the
1249          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1250          * over allocated.
1251          */
1252         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1253                 goto nopage;
1254
1255         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1256                 wakeup_kswapd(*z, order);
1257
1258         /*
1259          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1260          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1261          * to how we want to proceed.
1262          *
1263          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1264          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1265          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1266          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1267          */
1268         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1269         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1270                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1271         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1272                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1273         if (wait)
1274                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1275
1276         /*
1277          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1278          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1279          *
1280          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1281          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1282          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1283          */
1284         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1285         if (page)
1286                 goto got_pg;
1287
1288         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1289
1290 rebalance:
1291         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1292                         && !in_interrupt()) {
1293                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1294 nofail_alloc:
1295                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1296                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1297                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1298                         if (page)
1299                                 goto got_pg;
1300                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1301                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1302                                 goto nofail_alloc;
1303                         }
1304                 }
1305                 goto nopage;
1306         }
1307
1308         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1309         if (!wait)
1310                 goto nopage;
1311
1312         cond_resched();
1313
1314         /* We now go into synchronous reclaim */
1315         cpuset_memory_pressure_bump();
1316         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1317         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1318         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1319
1320         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1321
1322         p->reclaim_state = NULL;
1323         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1324
1325         cond_resched();
1326
1327         if (likely(did_some_progress)) {
1328                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1329                                                 zonelist, alloc_flags);
1330                 if (page)
1331                         goto got_pg;
1332         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1333                 /*
1334                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1335                  * very high watermark here, this is only to catch
1336                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1337                  * under heavy pressure.
1338                  */
1339                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1340                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1341                 if (page)
1342                         goto got_pg;
1343
1344                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1345                 goto restart;
1346         }
1347
1348         /*
1349          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1350          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1351          *
1352          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1353          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1354          */
1355         do_retry = 0;
1356         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1357                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1358                         do_retry = 1;
1359                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1360                         do_retry = 1;
1361         }
1362         if (do_retry) {
1363                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1364                 goto rebalance;
1365         }
1366
1367 nopage:
1368         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1369                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1370                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1371                         p->comm, order, gfp_mask);
1372                 dump_stack();
1373                 show_mem();
1374         }
1375 got_pg:
1376         return page;
1377 }
1378
1379 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1380
1381 /*
1382  * Common helper functions.
1383  */
1384 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1385 {
1386         struct page * page;
1387         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1388         if (!page)
1389                 return 0;
1390         return (unsigned long) page_address(page);
1391 }
1392
1393 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1394
1395 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1396 {
1397         struct page * page;
1398
1399         /*
1400          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1401          * a highmem page
1402          */
1403         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1404
1405         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1406         if (page)
1407                 return (unsigned long) page_address(page);
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1412
1413 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1414 {
1415         int i = pagevec_count(pvec);
1416
1417         while (--i >= 0)
1418                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1419 }
1420
1421 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1422 {
1423         if (put_page_testzero(page)) {
1424                 if (order == 0)
1425                         free_hot_page(page);
1426                 else
1427                         __free_pages_ok(page, order);
1428         }
1429 }
1430
1431 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1432
1433 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1434 {
1435         if (addr != 0) {
1436                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1437                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1438         }
1439 }
1440
1441 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1442
1443 /*
1444  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1445  */
1446 unsigned int nr_free_pages(void)
1447 {
1448         return global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1449 }
1450
1451 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1452
1453 #ifdef CONFIG_NUMA
1454 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1455 {
1456         return node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
1457 }
1458 #endif
1459
1460 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1461 {
1462         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1463         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1464         unsigned int sum = 0;
1465
1466         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1467         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1468         struct zone *zone;
1469
1470         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1471                 unsigned long size = zone->present_pages;
1472                 unsigned long high = zone->pages_high;
1473                 if (size > high)
1474                         sum += size - high;
1475         }
1476
1477         return sum;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1482  */
1483 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1484 {
1485         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1490  */
1491 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1492 {
1493         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1494 }
1495
1496 static inline void show_node(struct zone *zone)
1497 {
1498         if (NUMA_BUILD)
1499                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1500 }
1501
1502 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1503 {
1504         val->totalram = totalram_pages;
1505         val->sharedram = 0;
1506         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1507         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1508         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1509         val->freehigh = nr_free_highpages();
1510         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1511 }
1512
1513 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1514
1515 #ifdef CONFIG_NUMA
1516 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1517 {
1518         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1519
1520         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1521         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1522 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1523         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1524         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1525                         NR_FREE_PAGES);
1526 #else
1527         val->totalhigh = 0;
1528         val->freehigh = 0;
1529 #endif
1530         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1531 }
1532 #endif
1533
1534 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1535
1536 /*
1537  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1538  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1539  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1540  */
1541 void show_free_areas(void)
1542 {
1543         int cpu;
1544         unsigned long active;
1545         unsigned long inactive;
1546         unsigned long free;
1547         struct zone *zone;
1548
1549         for_each_zone(zone) {
1550                 if (!populated_zone(zone))
1551                         continue;
1552
1553                 show_node(zone);
1554                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1555
1556                 for_each_online_cpu(cpu) {
1557                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1558
1559                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1560
1561                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1562                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1563                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1564                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1565                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1566                                pageset->pcp[1].count);
1567                 }
1568         }
1569
1570         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1571
1572         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1573                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1574                 active,
1575                 inactive,
1576                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1577                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1578                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1579                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1580                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1581                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1582                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1583                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1584                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1585
1586         for_each_zone(zone) {
1587                 int i;
1588
1589                 if (!populated_zone(zone))
1590                         continue;
1591
1592                 show_node(zone);
1593                 printk("%s"
1594                         " free:%lukB"
1595                         " min:%lukB"
1596                         " low:%lukB"
1597                         " high:%lukB"
1598                         " active:%lukB"
1599                         " inactive:%lukB"
1600                         " present:%lukB"
1601                         " pages_scanned:%lu"
1602                         " all_unreclaimable? %s"
1603                         "\n",
1604                         zone->name,
1605                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1606                         K(zone->pages_min),
1607                         K(zone->pages_low),
1608                         K(zone->pages_high),
1609                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1610                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1611                         K(zone->present_pages),
1612                         zone->pages_scanned,
1613                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1614                         );
1615                 printk("lowmem_reserve[]:");
1616                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1617                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1618                 printk("\n");
1619         }
1620
1621         for_each_zone(zone) {
1622                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1623
1624                 if (!populated_zone(zone))
1625                         continue;
1626
1627                 show_node(zone);
1628                 printk("%s: ", zone->name);
1629
1630                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1631                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1632                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1633                         total += nr[order] << order;
1634                 }
1635                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1636                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1637                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1638                 printk("= %lukB\n", K(total));
1639         }
1640
1641         show_swap_cache_info();
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Builds allocation fallback zone lists.
1646  *
1647  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1648  */
1649 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1650                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1651 {
1652         struct zone *zone;
1653
1654         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1655         zone_type++;
1656
1657         do {
1658                 zone_type--;
1659                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1660                 if (populated_zone(zone)) {
1661                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1662                         check_highest_zone(zone_type);
1663                 }
1664
1665         } while (zone_type);
1666         return nr_zones;
1667 }
1668
1669 #ifdef CONFIG_NUMA
1670 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1671 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1672 /**
1673  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1674  * @node: node whose fallback list we're appending
1675  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1676  *
1677  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1678  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1679  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1680  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1681  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1682  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1683  * on them otherwise.
1684  * It returns -1 if no node is found.
1685  */
1686 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1687 {
1688         int n, val;
1689         int min_val = INT_MAX;
1690         int best_node = -1;
1691
1692         /* Use the local node if we haven't already */
1693         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1694                 node_set(node, *used_node_mask);
1695                 return node;
1696         }
1697
1698         for_each_online_node(n) {
1699                 cpumask_t tmp;
1700
1701                 /* Don't want a node to appear more than once */
1702                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1703                         continue;
1704
1705                 /* Use the distance array to find the distance */
1706                 val = node_distance(node, n);
1707
1708                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1709                 val += (n < node);
1710
1711                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1712                 tmp = node_to_cpumask(n);
1713                 if (!cpus_empty(tmp))
1714                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1715
1716                 /* Slight preference for less loaded node */
1717                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1718                 val += node_load[n];
1719
1720                 if (val < min_val) {
1721                         min_val = val;
1722                         best_node = n;
1723                 }
1724         }
1725
1726         if (best_node >= 0)
1727                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1728
1729         return best_node;
1730 }
1731
1732 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1733 {
1734         int j, node, local_node;
1735         enum zone_type i;
1736         int prev_node, load;
1737         struct zonelist *zonelist;
1738         nodemask_t used_mask;
1739
1740         /* initialize zonelists */
1741         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1742                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1743                 zonelist->zones[0] = NULL;
1744         }
1745
1746         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1747         local_node = pgdat->node_id;
1748         load = num_online_nodes();
1749         prev_node = local_node;
1750         nodes_clear(used_mask);
1751         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1752                 int distance = node_distance(local_node, node);
1753
1754                 /*
1755                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1756                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1757                  */
1758                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1759                         zone_reclaim_mode = 1;
1760
1761                 /*
1762                  * We don't want to pressure a particular node.
1763                  * So adding penalty to the first node in same
1764                  * distance group to make it round-robin.
1765                  */
1766
1767                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1768                         node_load[node] += load;
1769                 prev_node = node;
1770                 load--;
1771                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1772                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1773                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1774
1775                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1776                         zonelist->zones[j] = NULL;
1777                 }
1778         }
1779 }
1780
1781 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1782 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1783 {
1784         int i;
1785
1786         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1787                 struct zonelist *zonelist;
1788                 struct zonelist_cache *zlc;
1789                 struct zone **z;
1790
1791                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1792                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1793                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1794                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1795                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1796         }
1797 }
1798
1799 #else   /* CONFIG_NUMA */
1800
1801 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1802 {
1803         int node, local_node;
1804         enum zone_type i,j;
1805
1806         local_node = pgdat->node_id;
1807         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1808                 struct zonelist *zonelist;
1809
1810                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1811
1812                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1813                 /*
1814                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1815                  * of all the other nodes.
1816                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1817                  * building the zones for node N, we make sure that the
1818                  * zones coming right after the local ones are those from
1819                  * node N+1 (modulo N)
1820                  */
1821                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1822                         if (!node_online(node))
1823                                 continue;
1824                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1825                 }
1826                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1827                         if (!node_online(node))
1828                                 continue;
1829                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1830                 }
1831
1832                 zonelist->zones[j] = NULL;
1833         }
1834 }
1835
1836 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1837 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1838 {
1839         int i;
1840
1841         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1842                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1843 }
1844
1845 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1846
1847 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1848 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1849 {
1850         int nid;
1851
1852         for_each_online_node(nid) {
1853                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1854                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1855         }
1856         return 0;
1857 }
1858
1859 void __meminit build_all_zonelists(void)
1860 {
1861         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1862                 __build_all_zonelists(NULL);
1863                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1864         } else {
1865                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1866                    of zonelist */
1867                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1868                 /* cpuset refresh routine should be here */
1869         }
1870         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1871         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1872                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1877  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1878  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1879  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1880  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1881  * conservative, even though it seems large.
1882  *
1883  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1884  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1885  */
1886 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1887
1888 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1889 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1890 {
1891         unsigned long size = 1;
1892
1893         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1894
1895         while (size < pages)
1896                 size <<= 1;
1897
1898         /*
1899          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1900          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1901          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1902          */
1903         size = min(size, 4096UL);
1904
1905         return max(size, 4UL);
1906 }
1907 #else
1908 /*
1909  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1910  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1911  *
1912  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1913  *
1914  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1915  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1916  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1917  *
1918  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1919  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1920  *
1921  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1922  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1923  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1924  */
1925 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1926 {
1927         return 4096UL;
1928 }
1929 #endif
1930
1931 /*
1932  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1933  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1934  * hash function before the remainder is taken.
1935  */
1936 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1937 {
1938         return ffz(~size);
1939 }
1940
1941 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1942
1943 /*
1944  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1945  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1946  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1947  */
1948 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1949                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1950 {
1951         struct page *page;
1952         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1953         unsigned long pfn;
1954
1955         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1956                 /*
1957                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1958                  * handed to this function.  They do not
1959                  * exist on hotplugged memory.
1960                  */
1961                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1962                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1963                                 continue;
1964                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1965                                 continue;
1966                 }
1967                 page = pfn_to_page(pfn);
1968                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1969                 init_page_count(page);
1970                 reset_page_mapcount(page);
1971                 SetPageReserved(page);
1972                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1973 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1974                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1975                 if (!is_highmem_idx(zone))
1976                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1977 #endif
1978         }
1979 }
1980
1981 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1982                                 unsigned long size)
1983 {
1984         int order;
1985         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1986                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1987                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1988         }
1989 }
1990
1991 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1992 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1993         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
1994 #endif
1995
1996 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1997 {
1998         int batch;
1999
2000         /*
2001          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2002          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2003          *
2004          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2005          */
2006         batch = zone->present_pages / 1024;
2007         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2008                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2009         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2010         if (batch < 1)
2011                 batch = 1;
2012
2013         /*
2014          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2015          * of 2 value was found to be more likely to have
2016          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2017          *
2018          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2019          * batches of pages, one task can end up with a lot
2020          * of pages of one half of the possible page colors
2021          * and the other with pages of the other colors.
2022          */
2023         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2024
2025         return batch;
2026 }
2027
2028 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2029 {
2030         struct per_cpu_pages *pcp;
2031
2032         memset(p, 0, sizeof(*p));
2033
2034         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2035         pcp->count = 0;
2036         pcp->high = 6 * batch;
2037         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2038         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2039
2040         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2041         pcp->count = 0;
2042         pcp->high = 2 * batch;
2043         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2044         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2045 }
2046
2047 /*
2048  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2049  * to the value high for the pageset p.
2050  */
2051
2052 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2053                                 unsigned long high)
2054 {
2055         struct per_cpu_pages *pcp;
2056
2057         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2058         pcp->high = high;
2059         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2060         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2061                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2062 }
2063
2064
2065 #ifdef CONFIG_NUMA
2066 /*
2067  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2068  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2069  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2070  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2071  * with interrupts disabled.
2072  *
2073  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2074  *
2075  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2076  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2077  * hotplugged processors.
2078  *
2079  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2080  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2081  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2082  */
2083 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2084
2085 /*
2086  * Dynamically allocate memory for the
2087  * per cpu pageset array in struct zone.
2088  */
2089 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2090 {
2091         struct zone *zone, *dzone;
2092
2093         for_each_zone(zone) {
2094
2095                 if (!populated_zone(zone))
2096                         continue;
2097
2098                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2099                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2100                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2101                         goto bad;
2102
2103                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2104
2105                 if (percpu_pagelist_fraction)
2106                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2107                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2108         }
2109
2110         return 0;
2111 bad:
2112         for_each_zone(dzone) {
2113                 if (dzone == zone)
2114                         break;
2115                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2116                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2117         }
2118         return -ENOMEM;
2119 }
2120
2121 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2122 {
2123         struct zone *zone;
2124
2125         for_each_zone(zone) {
2126                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2127
2128                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2129                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2130                         kfree(pset);
2131                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2132         }
2133 }
2134
2135 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2136                 unsigned long action,
2137                 void *hcpu)
2138 {
2139         int cpu = (long)hcpu;
2140         int ret = NOTIFY_OK;
2141
2142         switch (action) {
2143         case CPU_UP_PREPARE:
2144                 if (process_zones(cpu))
2145                         ret = NOTIFY_BAD;
2146                 break;
2147         case CPU_UP_CANCELED:
2148         case CPU_DEAD:
2149                 free_zone_pagesets(cpu);
2150                 break;
2151         default:
2152                 break;
2153         }
2154         return ret;
2155 }
2156
2157 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2158         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2159
2160 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2161 {
2162         int err;
2163
2164         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2165          * A cpuup callback will do this for every cpu
2166          * as it comes online
2167          */
2168         err = process_zones(smp_processor_id());
2169         BUG_ON(err);
2170         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2171 }
2172
2173 #endif
2174
2175 static __meminit
2176 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2177 {
2178         int i;
2179         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2180         size_t alloc_size;
2181
2182         /*
2183          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2184          * per zone.
2185          */
2186         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2187                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2188         zone->wait_table_bits =
2189                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2190         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2191                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2192
2193         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2194                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2195                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2196         } else {
2197                 /*
2198                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2199                  * via memory hot-add.
2200                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2201                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2202                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2203                  * node itself as well.
2204                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2205                  * necessary.
2206                  */
2207                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2208         }
2209         if (!zone->wait_table)
2210                 return -ENOMEM;
2211
2212         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2213                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2214
2215         return 0;
2216 }
2217
2218 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2219 {
2220         int cpu;
2221         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2222
2223         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2224 #ifdef CONFIG_NUMA
2225                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2226                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2227                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2228 #else
2229                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2230 #endif
2231         }
2232         if (zone->present_pages)
2233                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2234                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2235 }
2236
2237 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2238                                         unsigned long zone_start_pfn,
2239                                         unsigned long size,
2240                                         enum memmap_context context)
2241 {
2242         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2243         int ret;
2244         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2245         if (ret)
2246                 return ret;
2247         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2248
2249         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2250
2251         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2252
2253         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2254
2255         return 0;
2256 }
2257
2258 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2259 /*
2260  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2261  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2262  */
2263 static int __init first_active_region_index_in_nid(int nid)
2264 {
2265         int i;
2266
2267         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2268                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2269                         return i;
2270
2271         return -1;
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2276  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2277  */
2278 static int __init next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2279 {
2280         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2281                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2282                         return index;
2283
2284         return -1;
2285 }
2286
2287 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2288 /*
2289  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2290  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2291  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2292  * alternative
2293  */
2294 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2295 {
2296         int i;
2297
2298         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2299                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2300                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2301
2302                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2303                         return early_node_map[i].nid;
2304         }
2305
2306         return 0;
2307 }
2308 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2309
2310 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2311 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2312         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2313                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2314
2315 /**
2316  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2317  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2318  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2319  *
2320  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2321  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2322  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2323  */
2324 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2325                                                 unsigned long max_low_pfn)
2326 {
2327         int i;
2328
2329         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2330                 unsigned long size_pages = 0;
2331                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2332
2333                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2334                         continue;
2335
2336                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2337                         end_pfn = max_low_pfn;
2338
2339                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2340                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2341                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2342                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2343         }
2344 }
2345
2346 /**
2347  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2348  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2349  *
2350  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2351  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2352  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2353  */
2354 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2355 {
2356         int i;
2357
2358         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2359                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2360                                 early_node_map[i].start_pfn,
2361                                 early_node_map[i].end_pfn);
2362 }
2363
2364 /**
2365  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2366  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2367  * @start_pfn: The start pfn of the node
2368  * @end_pfn: The end pfn of the node
2369  *
2370  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2371  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2372  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2373  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2374  * be used later.
2375  */
2376 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2377 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2378                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2379 {
2380         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2381                         nid, start_pfn, end_pfn);
2382
2383         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2384         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2385                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2386
2387         /* Update the boundaries */
2388         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2389                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2390         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2391                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2392 }
2393
2394 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2395 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2396                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2397 {
2398         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2399                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2400
2401         /* Return if boundary information has not been provided */
2402         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2403                 return;
2404
2405         /* Check the boundaries and update if necessary */
2406         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2407                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2408         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2409                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2410 }
2411 #else
2412 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2413                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2414
2415 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2416                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2417 #endif
2418
2419
2420 /**
2421  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2422  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2423  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2424  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2425  *
2426  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2427  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2428  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2429  * PFNs will be 0.
2430  */
2431 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2432                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2433 {
2434         int i;
2435         *start_pfn = -1UL;
2436         *end_pfn = 0;
2437
2438         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2439                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2440                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2441         }
2442
2443         if (*start_pfn == -1UL) {
2444                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2445                 *start_pfn = 0;
2446         }
2447
2448         /* Push the node boundaries out if requested */
2449         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2454  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2455  */
2456 unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2457                                         unsigned long zone_type,
2458                                         unsigned long *ignored)
2459 {
2460         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2461         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2462
2463         /* Get the start and end of the node and zone */
2464         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2465         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2466         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2467
2468         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2469         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2470                 return 0;
2471
2472         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2473         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2474         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2475
2476         /* Return the spanned pages */
2477         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2482  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2483  */
2484 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
2485                                 unsigned long range_start_pfn,
2486                                 unsigned long range_end_pfn)
2487 {
2488         int i = 0;
2489         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2490         unsigned long start_pfn;
2491
2492         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2493         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2494         if (i == -1)
2495                 return 0;
2496
2497         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2498         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2499                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2500
2501         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2502
2503         /* Find all holes for the zone within the node */
2504         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2505
2506                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2507                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2508                         break;
2509
2510                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2511                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2512                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2513
2514                 /* Update the hole size cound and move on */
2515                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2516                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2517                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2518                 }
2519                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2520         }
2521
2522         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2523         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2524                 hole_pages += range_end_pfn -
2525                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2526
2527         return hole_pages;
2528 }
2529
2530 /**
2531  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2532  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2533  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2534  *
2535  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2536  */
2537 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2538                                                         unsigned long end_pfn)
2539 {
2540         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2541 }
2542
2543 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2544 unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
2545                                         unsigned long zone_type,
2546                                         unsigned long *ignored)
2547 {
2548         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2549         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2550
2551         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2552         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2553                                                         node_start_pfn);
2554         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2555                                                         node_end_pfn);
2556
2557         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2558 }
2559
2560 #else
2561 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2562                                         unsigned long zone_type,
2563                                         unsigned long *zones_size)
2564 {
2565         return zones_size[zone_type];
2566 }
2567
2568 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2569                                                 unsigned long zone_type,
2570                                                 unsigned long *zholes_size)
2571 {
2572         if (!zholes_size)
2573                 return 0;
2574
2575         return zholes_size[zone_type];
2576 }
2577
2578 #endif
2579
2580 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2581                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2582 {
2583         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2584         enum zone_type i;
2585
2586         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2587                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2588                                                                 zones_size);
2589         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2590
2591         realtotalpages = totalpages;
2592         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2593                 realtotalpages -=
2594                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2595                                                                 zholes_size);
2596         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2597         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2598                                                         realtotalpages);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Set up the zone data structures:
2603  *   - mark all pages reserved
2604  *   - mark all memory queues empty
2605  *   - clear the memory bitmaps
2606  */
2607 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2608                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2609 {
2610         enum zone_type j;
2611         int nid = pgdat->node_id;
2612         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2613         int ret;
2614
2615         pgdat_resize_init(pgdat);
2616         pgdat->nr_zones = 0;
2617         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2618         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2619         
2620         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2621                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2622                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2623
2624                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2625                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2626                                                                 zholes_size);
2627
2628                 /*
2629                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2630                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2631                  * and per-cpu initialisations
2632                  */
2633                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2634                 if (realsize >= memmap_pages) {
2635                         realsize -= memmap_pages;
2636                         printk(KERN_DEBUG
2637                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2638                                 zone_names[j], memmap_pages);
2639                 } else
2640                         printk(KERN_WARNING
2641                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2642                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2643
2644                 /* Account for reserved DMA pages */
2645                 if (j == ZONE_DMA && realsize > dma_reserve) {
2646                         realsize -= dma_reserve;
2647                         printk(KERN_DEBUG "  DMA zone: %lu pages reserved\n",
2648                                                                 dma_reserve);
2649                 }
2650
2651                 if (!is_highmem_idx(j))
2652                         nr_kernel_pages += realsize;
2653                 nr_all_pages += realsize;
2654
2655                 zone->spanned_pages = size;
2656                 zone->present_pages = realsize;
2657 #ifdef CONFIG_NUMA
2658                 zone->node = nid;
2659                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2660                                                 / 100;
2661                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2662 #endif
2663                 zone->name = zone_names[j];
2664                 spin_lock_init(&zone->lock);
2665                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2666                 zone_seqlock_init(zone);
2667                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2668
2669                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2670
2671                 zone_pcp_init(zone);
2672                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2673                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2674                 zone->nr_scan_active = 0;
2675                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2676                 zap_zone_vm_stats(zone);
2677                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2678                 if (!size)
2679                         continue;
2680
2681                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2682                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2683                 BUG_ON(ret);
2684                 zone_start_pfn += size;
2685         }
2686 }
2687
2688 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2689 {
2690         /* Skip empty nodes */
2691         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2692                 return;
2693
2694 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2695         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2696         if (!pgdat->node_mem_map) {
2697                 unsigned long size, start, end;
2698                 struct page *map;
2699
2700                 /*
2701                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2702                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2703                  * for the buddy allocator to function correctly.
2704                  */
2705                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2706                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2707                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2708                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2709                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2710                 if (!map)
2711                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2712                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2713         }
2714 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2715         /*
2716          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2717          */
2718         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2719                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2720 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2721                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2722                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2723 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2724         }
2725 #endif
2726 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2727 }
2728
2729 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2730                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2731                 unsigned long *zholes_size)
2732 {
2733         pgdat->node_id = nid;
2734         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2735         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2736
2737         alloc_node_mem_map(pgdat);
2738
2739         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2740 }
2741
2742 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2743 /**
2744  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2745  * @nid: The node ID the range resides on
2746  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2747  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2748  *
2749  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2750  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2751  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2752  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2753  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2754  */
2755 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2756                                                 unsigned long end_pfn)
2757 {
2758         int i;
2759
2760         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2761                           "%d entries of %d used\n",
2762                           nid, start_pfn, end_pfn,
2763                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2764
2765         /* Merge with existing active regions if possible */
2766         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2767                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2768                         continue;
2769
2770                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2771                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2772                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2773                         return;
2774
2775                 /* Merge forward if suitable */
2776                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2777                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2778                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2779                         return;
2780                 }
2781
2782                 /* Merge backward if suitable */
2783                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2784                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2785                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2786                         return;
2787                 }
2788         }
2789
2790         /* Check that early_node_map is large enough */
2791         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2792                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2793                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2794                 return;
2795         }
2796
2797         early_node_map[i].nid = nid;
2798         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2799         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2800         nr_nodemap_entries = i + 1;
2801 }
2802
2803 /**
2804  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2805  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2806  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2807  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2808  *
2809  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2810  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2811  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2812  * an existing registered range.
2813  */
2814 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2815                                                 unsigned long new_end_pfn)
2816 {
2817         int i;
2818
2819         /* Find the old active region end and shrink */
2820         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2821                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2822                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2823                         break;
2824                 }
2825 }
2826
2827 /**
2828  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2829  *
2830  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2831  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2832  * all currently registered regions.
2833  */
2834 void __init remove_all_active_ranges(void)
2835 {
2836         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2837         nr_nodemap_entries = 0;
2838 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2839         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2840         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2841 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2842 }
2843
2844 /* Compare two active node_active_regions */
2845 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2846 {
2847         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2848         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2849
2850         /* Done this way to avoid overflows */
2851         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2852                 return 1;
2853         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2854                 return -1;
2855
2856         return 0;
2857 }
2858
2859 /* sort the node_map by start_pfn */
2860 static void __init sort_node_map(void)
2861 {
2862         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2863                         sizeof(struct node_active_region),
2864                         cmp_node_active_region, NULL);
2865 }
2866
2867 /* Find the lowest pfn for a node */
2868 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2869 {
2870         int i;
2871         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
2872
2873         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2874         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2875                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2876
2877         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
2878                 printk(KERN_WARNING
2879                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2880                 return 0;
2881         }
2882
2883         return min_pfn;
2884 }
2885
2886 /**
2887  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2888  *
2889  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2890  * add_active_range().
2891  */
2892 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2893 {
2894         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2895 }
2896
2897 /**
2898  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2899  *
2900  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2901  * add_active_range().
2902  */
2903 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2904 {
2905         int i;
2906         unsigned long max_pfn = 0;
2907
2908         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2909                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2910
2911         return max_pfn;
2912 }
2913
2914 /**
2915  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2916  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2917  *
2918  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2919  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2920  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2921  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2922  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2923  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2924  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2925  * at arch_max_dma_pfn.
2926  */
2927 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2928 {
2929         unsigned long nid;
2930         enum zone_type i;
2931
2932         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
2933         sort_node_map();
2934
2935         /* Record where the zone boundaries are */
2936         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2937                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2938         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2939                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2940         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2941         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2942         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2943                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2944                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2945                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2946                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2947         }
2948
2949         /* Print out the zone ranges */
2950         printk("Zone PFN ranges:\n");
2951         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2952                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2953                                 zone_names[i],
2954                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2955                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2956
2957         /* Print out the early_node_map[] */
2958         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2959         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2960                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2961                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2962                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2963
2964         /* Initialise every node */
2965         for_each_online_node(nid) {
2966                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2967                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2968                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2969         }
2970 }
2971 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2972
2973 /**
2974  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2975  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2976  *
2977  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2978  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2979  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2980  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2981  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2982  * smaller per-cpu batchsize.
2983  */
2984 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2985 {
2986         dma_reserve = new_dma_reserve;
2987 }
2988
2989 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2990 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2991 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2992
2993 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2994 #endif
2995
2996 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2997 {
2998         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2999                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3000 }
3001
3002 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3003                                  unsigned long action, void *hcpu)
3004 {
3005         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3006
3007         if (action == CPU_DEAD) {
3008                 local_irq_disable();
3009                 __drain_pages(cpu);
3010                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3011                 local_irq_enable();
3012                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3013         }
3014         return NOTIFY_OK;
3015 }
3016
3017 void __init page_alloc_init(void)
3018 {
3019         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3020 }
3021
3022 /*
3023  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3024  *      or min_free_kbytes changes.
3025  */
3026 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3027 {
3028         struct pglist_data *pgdat;
3029         unsigned long reserve_pages = 0;
3030         enum zone_type i, j;
3031
3032         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3033                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3034                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3035                         unsigned long max = 0;
3036
3037                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3038                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3039                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3040                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3041                         }
3042
3043                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3044                         max += zone->pages_high;
3045
3046                         if (max > zone->present_pages)
3047                                 max = zone->present_pages;
3048                         reserve_pages += max;
3049                 }
3050         }
3051         totalreserve_pages = reserve_pages;
3052 }
3053
3054 /*
3055  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3056  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3057  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3058  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3059  */
3060 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3061 {
3062         struct pglist_data *pgdat;
3063         enum zone_type j, idx;
3064
3065         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3066                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3067                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3068                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3069
3070                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3071
3072                         idx = j;
3073                         while (idx) {
3074                                 struct zone *lower_zone;
3075
3076                                 idx--;
3077
3078                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3079                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3080
3081                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3082                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3083                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3084                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3085                         }
3086                 }
3087         }
3088
3089         /* update totalreserve_pages */
3090         calculate_totalreserve_pages();
3091 }
3092
3093 /**
3094  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3095  *
3096  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3097  * with respect to min_free_kbytes.
3098  */
3099 void setup_per_zone_pages_min(void)
3100 {
3101         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3102         unsigned long lowmem_pages = 0;
3103         struct zone *zone;
3104         unsigned long flags;
3105
3106         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3107         for_each_zone(zone) {
3108                 if (!is_highmem(zone))
3109                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3110         }
3111
3112         for_each_zone(zone) {
3113                 u64 tmp;
3114
3115                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3116                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3117                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3118                 if (is_highmem(zone)) {
3119                         /*
3120                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3121                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3122                          * value here.
3123                          *
3124                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3125                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3126                          * not be capped for highmem.
3127                          */
3128                         int min_pages;
3129
3130                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3131                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3132                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3133                         if (min_pages > 128)
3134                                 min_pages = 128;
3135                         zone->pages_min = min_pages;
3136                 } else {
3137                         /*
3138                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3139                          * proportionate to the zone's size.
3140                          */
3141                         zone->pages_min = tmp;
3142                 }
3143
3144                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3145                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3146                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3147         }
3148
3149         /* update totalreserve_pages */
3150         calculate_totalreserve_pages();
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Initialise min_free_kbytes.
3155  *
3156  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3157  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3158  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3159  *
3160  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3161  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3162  *
3163  * which yields
3164  *
3165  * 16MB:        512k
3166  * 32MB:        724k
3167  * 64MB:        1024k
3168  * 128MB:       1448k
3169  * 256MB:       2048k
3170  * 512MB:       2896k
3171  * 1024MB:      4096k
3172  * 2048MB:      5792k
3173  * 4096MB:      8192k
3174  * 8192MB:      11584k
3175  * 16384MB:     16384k
3176  */
3177 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3178 {
3179         unsigned long lowmem_kbytes;
3180
3181         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3182
3183         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3184         if (min_free_kbytes < 128)
3185                 min_free_kbytes = 128;
3186         if (min_free_kbytes > 65536)
3187                 min_free_kbytes = 65536;
3188         setup_per_zone_pages_min();
3189         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3190         return 0;
3191 }
3192 module_init(init_per_zone_pages_min)
3193
3194 /*
3195  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3196  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3197  *      changes.
3198  */
3199 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3200         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3201 {
3202         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3203         setup_per_zone_pages_min();
3204         return 0;
3205 }
3206
3207 #ifdef CONFIG_NUMA
3208 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3209         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3210 {
3211         struct zone *zone;
3212         int rc;
3213
3214         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3215         if (rc)
3216                 return rc;
3217
3218         for_each_zone(zone)
3219                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3220                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3225         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3226 {
3227         struct zone *zone;
3228         int rc;
3229
3230         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3231         if (rc)
3232                 return rc;
3233
3234         for_each_zone(zone)
3235                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3236                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3237         return 0;
3238 }
3239 #endif
3240
3241 /*
3242  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3243  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3244  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3245  *
3246  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3247  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3248  * if in function of the boot time zone sizes.
3249  */
3250 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3251         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3252 {
3253         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3254         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3255         return 0;
3256 }
3257
3258 /*
3259  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3260  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3261  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3262  */
3263
3264 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3265         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3266 {
3267         struct zone *zone;
3268         unsigned int cpu;
3269         int ret;
3270
3271         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3272         if (!write || (ret == -EINVAL))
3273                 return ret;
3274         for_each_zone(zone) {
3275                 for_each_online_cpu(cpu) {
3276                         unsigned long  high;
3277                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3278                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3279                 }
3280         }
3281         return 0;
3282 }
3283
3284 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3285
3286 #ifdef CONFIG_NUMA
3287 static int __init set_hashdist(char *str)
3288 {
3289         if (!str)
3290                 return 0;
3291         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3292         return 1;
3293 }
3294 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3295 #endif
3296
3297 /*
3298  * allocate a large system hash table from bootmem
3299  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3300  *   quantity of entries
3301  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3302  */
3303 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3304                                      unsigned long bucketsize,
3305                                      unsigned long numentries,
3306                                      int scale,
3307                                      int flags,
3308                                      unsigned int *_hash_shift,
3309                                      unsigned int *_hash_mask,
3310                                      unsigned long limit)
3311 {
3312         unsigned long long max = limit;
3313         unsigned long log2qty, size;
3314         void *table = NULL;
3315
3316         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3317         if (!numentries) {
3318                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3319                 numentries = nr_kernel_pages;
3320                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3321                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3322                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3323
3324                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3325                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3326                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3327                 else
3328                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3329
3330                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3331                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3332                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3333         }
3334         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3335
3336         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3337         if (max == 0) {
3338                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3339                 do_div(max, bucketsize);
3340         }
3341
3342         if (numentries > max)
3343                 numentries = max;
3344
3345         log2qty = ilog2(numentries);
3346
3347         do {
3348                 size = bucketsize << log2qty;
3349                 if (flags & HASH_EARLY)
3350                         table = alloc_bootmem(size);
3351                 else if (hashdist)
3352                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3353                 else {
3354                         unsigned long order;
3355                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3356                                 ;
3357                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3358                 }
3359         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3360
3361         if (!table)
3362                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3363
3364         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3365                tablename,
3366                (1U << log2qty),
3367                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3368                size);
3369
3370         if (_hash_shift)
3371                 *_hash_shift = log2qty;
3372         if (_hash_mask)
3373                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3374
3375         return table;
3376 }
3377
3378 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3379 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3380 {
3381         return __pfn_to_page(pfn);
3382 }
3383 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3384 {
3385         return __page_to_pfn(page);
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3388 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3389 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3390
3391 #if MAX_NUMNODES > 1
3392 /*
3393  * Find the highest possible node id.
3394  */
3395 int highest_possible_node_id(void)
3396 {
3397         unsigned int node;
3398         unsigned int highest = 0;
3399
3400         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3401                 highest = node;
3402         return highest;
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(highest_possible_node_id);
3405 #endif