[PATCH] mm: cleanup prep_ stuff
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
46  * initializer cleaner
47  */
48 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
49 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
50 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
51 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
52 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
55 long nr_swap_pages;
56 int percpu_pagelist_fraction;
57
58 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
59
60 /*
61  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
62  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
63  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
64  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
65  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
66  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
67  *
68  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
69  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
70  */
71 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
72
73 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
74
75 /*
76  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
77  * id is encoded in the upper bits of page->flags
78  */
79 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
80 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
81
82 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
83 int min_free_kbytes = 1024;
84
85 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
86 unsigned long __initdata nr_all_pages;
87
88 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
89 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
90 {
91         int ret = 0;
92         unsigned seq;
93         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
94
95         do {
96                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
97                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
98                         ret = 1;
99                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
100                         ret = 1;
101         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
102
103         return ret;
104 }
105
106 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
107 {
108 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
109         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
110                 return 0;
111 #endif
112         if (zone != page_zone(page))
113                 return 0;
114
115         return 1;
116 }
117 /*
118  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
119  */
120 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
121 {
122         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
123                 return 1;
124         if (!page_is_consistent(zone, page))
125                 return 1;
126
127         return 0;
128 }
129
130 #else
131 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
132 {
133         return 0;
134 }
135 #endif
136
137 static void bad_page(struct page *page)
138 {
139         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
140                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
141                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
142                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
143                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
144                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
145                 page_mapcount(page), page_count(page));
146         dump_stack();
147         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
148                         1 << PG_private |
149                         1 << PG_locked  |
150                         1 << PG_active  |
151                         1 << PG_dirty   |
152                         1 << PG_reclaim |
153                         1 << PG_slab    |
154                         1 << PG_swapcache |
155                         1 << PG_writeback );
156         set_page_count(page, 0);
157         reset_page_mapcount(page);
158         page->mapping = NULL;
159         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
160 }
161
162 /*
163  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
164  *
165  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
166  *
167  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
168  *
169  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
170  * the head page (even the head page has this).
171  *
172  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
173  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
174  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
175  */
176
177 static void free_compound_page(struct page *page)
178 {
179         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
180 }
181
182 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
183 {
184         int i;
185         int nr_pages = 1 << order;
186
187         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
188         page[1].lru.prev = (void *)order;
189         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
190                 struct page *p = page + i;
191
192                 __SetPageCompound(p);
193                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
194         }
195 }
196
197 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
198 {
199         int i;
200         int nr_pages = 1 << order;
201
202         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
203                 bad_page(page);
204
205         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
206                 struct page *p = page + i;
207
208                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
209                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
210                         bad_page(page);
211                 __ClearPageCompound(p);
212         }
213 }
214
215 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
216 {
217         int i;
218
219         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
220         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
221                 clear_highpage(page + i);
222 }
223
224 /*
225  * function for dealing with page's order in buddy system.
226  * zone->lock is already acquired when we use these.
227  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
228  */
229 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
230         return page_private(page);
231 }
232
233 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
234         set_page_private(page, order);
235         __SetPagePrivate(page);
236 }
237
238 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
239 {
240         __ClearPagePrivate(page);
241         set_page_private(page, 0);
242 }
243
244 /*
245  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
246  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
247  *
248  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
249  * the following equation:
250  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
251  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
252  * 1 buddy is #10:
253  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
254  *
255  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
256  * satisfies the following equation:
257  *     P = B & ~(1 << O)
258  *
259  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
260  */
261 static inline struct page *
262 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
263 {
264         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
265
266         return page + (buddy_idx - page_idx);
267 }
268
269 static inline unsigned long
270 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
271 {
272         return (page_idx & ~(1 << order));
273 }
274
275 /*
276  * This function checks whether a page is free && is the buddy
277  * we can do coalesce a page and its buddy if
278  * (a) the buddy is not in a hole &&
279  * (b) the buddy is free &&
280  * (c) the buddy is on the buddy system &&
281  * (d) a page and its buddy have the same order.
282  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
283  *
284  */
285 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
286 {
287 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
288         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
289                 return 0;
290 #endif
291
292        if (PagePrivate(page)           &&
293            (page_order(page) == order) &&
294             page_count(page) == 0)
295                return 1;
296        return 0;
297 }
298
299 /*
300  * Freeing function for a buddy system allocator.
301  *
302  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
303  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
304  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
305  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
306  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
307  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
308  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
309  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
310  * parts of the VM system.
311  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
312  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
313  * order is recorded in page_private(page) field.
314  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
315  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
316  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
317  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
318  * triggers coalescing into a block of larger size.            
319  *
320  * -- wli
321  */
322
323 static inline void __free_one_page(struct page *page,
324                 struct zone *zone, unsigned int order)
325 {
326         unsigned long page_idx;
327         int order_size = 1 << order;
328
329         if (unlikely(PageCompound(page)))
330                 destroy_compound_page(page, order);
331
332         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
333
334         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
335         BUG_ON(bad_range(zone, page));
336
337         zone->free_pages += order_size;
338         while (order < MAX_ORDER-1) {
339                 unsigned long combined_idx;
340                 struct free_area *area;
341                 struct page *buddy;
342
343                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
344                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
345                         break;          /* Move the buddy up one level. */
346
347                 list_del(&buddy->lru);
348                 area = zone->free_area + order;
349                 area->nr_free--;
350                 rmv_page_order(buddy);
351                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
352                 page = page + (combined_idx - page_idx);
353                 page_idx = combined_idx;
354                 order++;
355         }
356         set_page_order(page, order);
357         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
358         zone->free_area[order].nr_free++;
359 }
360
361 static inline int free_pages_check(struct page *page)
362 {
363         if (unlikely(page_mapcount(page) |
364                 (page->mapping != NULL)  |
365                 (page_count(page) != 0)  |
366                 (page->flags & (
367                         1 << PG_lru     |
368                         1 << PG_private |
369                         1 << PG_locked  |
370                         1 << PG_active  |
371                         1 << PG_reclaim |
372                         1 << PG_slab    |
373                         1 << PG_swapcache |
374                         1 << PG_writeback |
375                         1 << PG_reserved ))))
376                 bad_page(page);
377         if (PageDirty(page))
378                 __ClearPageDirty(page);
379         /*
380          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
381          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
382          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
383          */
384         return PageReserved(page);
385 }
386
387 /*
388  * Frees a list of pages. 
389  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
390  * count is the number of pages to free.
391  *
392  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
393  * see if this freeing clears that state.
394  *
395  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
396  * pinned" detection logic.
397  */
398 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
399                                         struct list_head *list, int order)
400 {
401         spin_lock(&zone->lock);
402         zone->all_unreclaimable = 0;
403         zone->pages_scanned = 0;
404         while (count--) {
405                 struct page *page;
406
407                 BUG_ON(list_empty(list));
408                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
409                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
410                 list_del(&page->lru);
411                 __free_one_page(page, zone, order);
412         }
413         spin_unlock(&zone->lock);
414 }
415
416 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
417 {
418         LIST_HEAD(list);
419         list_add(&page->lru, &list);
420         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
421 }
422
423 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
424 {
425         unsigned long flags;
426         int i;
427         int reserved = 0;
428
429         arch_free_page(page, order);
430         if (!PageHighMem(page))
431                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
432                                                  PAGE_SIZE<<order);
433
434         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
435                 reserved += free_pages_check(page + i);
436         if (reserved)
437                 return;
438
439         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
440         local_irq_save(flags);
441         __mod_page_state(pgfree, 1 << order);
442         free_one_page(page_zone(page), page, order);
443         local_irq_restore(flags);
444 }
445
446 /*
447  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
448  */
449 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
450 {
451         if (order == 0) {
452                 __ClearPageReserved(page);
453                 set_page_count(page, 0);
454                 set_page_refcounted(page);
455                 __free_page(page);
456         } else {
457                 int loop;
458
459                 prefetchw(page);
460                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
461                         struct page *p = &page[loop];
462
463                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
464                                 prefetchw(p + 1);
465                         __ClearPageReserved(p);
466                         set_page_count(p, 0);
467                 }
468
469                 set_page_refcounted(page);
470                 __free_pages(page, order);
471         }
472 }
473
474
475 /*
476  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
477  * Please do not alter this order without good reasons and regression
478  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
479  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
480  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
481  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
482  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
483  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
484  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
485  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
486  *
487  * -- wli
488  */
489 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
490         int low, int high, struct free_area *area)
491 {
492         unsigned long size = 1 << high;
493
494         while (high > low) {
495                 area--;
496                 high--;
497                 size >>= 1;
498                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
499                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
500                 area->nr_free++;
501                 set_page_order(&page[size], high);
502         }
503 }
504
505 /*
506  * This page is about to be returned from the page allocator
507  */
508 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
509 {
510         if (unlikely(page_mapcount(page) |
511                 (page->mapping != NULL)  |
512                 (page_count(page) != 0)  |
513                 (page->flags & (
514                         1 << PG_lru     |
515                         1 << PG_private |
516                         1 << PG_locked  |
517                         1 << PG_active  |
518                         1 << PG_dirty   |
519                         1 << PG_reclaim |
520                         1 << PG_slab    |
521                         1 << PG_swapcache |
522                         1 << PG_writeback |
523                         1 << PG_reserved ))))
524                 bad_page(page);
525
526         /*
527          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
528          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
529          */
530         if (PageReserved(page))
531                 return 1;
532
533         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
534                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
535                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
536         set_page_private(page, 0);
537         set_page_refcounted(page);
538         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
539
540         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
541                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
542
543         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
544                 prep_compound_page(page, order);
545
546         return 0;
547 }
548
549 /* 
550  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
551  * Call me with the zone->lock already held.
552  */
553 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
554 {
555         struct free_area * area;
556         unsigned int current_order;
557         struct page *page;
558
559         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
560                 area = zone->free_area + current_order;
561                 if (list_empty(&area->free_list))
562                         continue;
563
564                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
565                 list_del(&page->lru);
566                 rmv_page_order(page);
567                 area->nr_free--;
568                 zone->free_pages -= 1UL << order;
569                 expand(zone, page, order, current_order, area);
570                 return page;
571         }
572
573         return NULL;
574 }
575
576 /* 
577  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
578  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
579  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
580  */
581 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
582                         unsigned long count, struct list_head *list)
583 {
584         int i;
585         
586         spin_lock(&zone->lock);
587         for (i = 0; i < count; ++i) {
588                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
589                 if (unlikely(page == NULL))
590                         break;
591                 list_add_tail(&page->lru, list);
592         }
593         spin_unlock(&zone->lock);
594         return i;
595 }
596
597 #ifdef CONFIG_NUMA
598 /*
599  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
600  * belong to the currently executing processor.
601  */
602 void drain_node_pages(int nodeid)
603 {
604         int i, z;
605         unsigned long flags;
606
607         local_irq_save(flags);
608         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
609                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
610                 struct per_cpu_pageset *pset;
611
612                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
613                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
614                         struct per_cpu_pages *pcp;
615
616                         pcp = &pset->pcp[i];
617                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
618                         pcp->count = 0;
619                 }
620         }
621         local_irq_restore(flags);
622 }
623 #endif
624
625 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
626 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
627 {
628         unsigned long flags;
629         struct zone *zone;
630         int i;
631
632         for_each_zone(zone) {
633                 struct per_cpu_pageset *pset;
634
635                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
636                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
637                         struct per_cpu_pages *pcp;
638
639                         pcp = &pset->pcp[i];
640                         local_irq_save(flags);
641                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
642                         pcp->count = 0;
643                         local_irq_restore(flags);
644                 }
645         }
646 }
647 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
648
649 #ifdef CONFIG_PM
650
651 void mark_free_pages(struct zone *zone)
652 {
653         unsigned long zone_pfn, flags;
654         int order;
655         struct list_head *curr;
656
657         if (!zone->spanned_pages)
658                 return;
659
660         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
661         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
662                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
663
664         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
665                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
666                         unsigned long start_pfn, i;
667
668                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
669
670                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
671                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
672         }
673         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
674 }
675
676 /*
677  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
678  */
679 void drain_local_pages(void)
680 {
681         unsigned long flags;
682
683         local_irq_save(flags);  
684         __drain_pages(smp_processor_id());
685         local_irq_restore(flags);       
686 }
687 #endif /* CONFIG_PM */
688
689 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z, int cpu)
690 {
691 #ifdef CONFIG_NUMA
692         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
693         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
694         struct per_cpu_pageset *p;
695
696         p = zone_pcp(z, cpu);
697         if (pg == orig) {
698                 p->numa_hit++;
699         } else {
700                 p->numa_miss++;
701                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
702         }
703         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
704                 p->local_node++;
705         else
706                 p->other_node++;
707 #endif
708 }
709
710 /*
711  * Free a 0-order page
712  */
713 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
714 {
715         struct zone *zone = page_zone(page);
716         struct per_cpu_pages *pcp;
717         unsigned long flags;
718
719         arch_free_page(page, 0);
720
721         if (PageAnon(page))
722                 page->mapping = NULL;
723         if (free_pages_check(page))
724                 return;
725
726         kernel_map_pages(page, 1, 0);
727
728         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
729         local_irq_save(flags);
730         __inc_page_state(pgfree);
731         list_add(&page->lru, &pcp->list);
732         pcp->count++;
733         if (pcp->count >= pcp->high) {
734                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
735                 pcp->count -= pcp->batch;
736         }
737         local_irq_restore(flags);
738         put_cpu();
739 }
740
741 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
742 {
743         free_hot_cold_page(page, 0);
744 }
745         
746 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
747 {
748         free_hot_cold_page(page, 1);
749 }
750
751 /*
752  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
753  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
754  * Each sub-page must be freed individually.
755  *
756  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
757  * Please consult with lkml before using this in your driver.
758  */
759 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
760 {
761         int i;
762
763         BUG_ON(PageCompound(page));
764         BUG_ON(!page_count(page));
765         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
766                 set_page_refcounted(page + i);
767 }
768
769 /*
770  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
771  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
772  * or two.
773  */
774 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
775                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
776 {
777         unsigned long flags;
778         struct page *page;
779         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
780         int cpu;
781
782 again:
783         cpu  = get_cpu();
784         if (likely(order == 0)) {
785                 struct per_cpu_pages *pcp;
786
787                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
788                 local_irq_save(flags);
789                 if (!pcp->count) {
790                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
791                                                 pcp->batch, &pcp->list);
792                         if (unlikely(!pcp->count))
793                                 goto failed;
794                 }
795                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
796                 list_del(&page->lru);
797                 pcp->count--;
798         } else {
799                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
800                 page = __rmqueue(zone, order);
801                 spin_unlock(&zone->lock);
802                 if (!page)
803                         goto failed;
804         }
805
806         __mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
807         zone_statistics(zonelist, zone, cpu);
808         local_irq_restore(flags);
809         put_cpu();
810
811         BUG_ON(bad_range(zone, page));
812         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
813                 goto again;
814         return page;
815
816 failed:
817         local_irq_restore(flags);
818         put_cpu();
819         return NULL;
820 }
821
822 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
823 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
824 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
825 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
826 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
827 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
828 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
829
830 /*
831  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
832  * of the allocation.
833  */
834 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
835                       int classzone_idx, int alloc_flags)
836 {
837         /* free_pages my go negative - that's OK */
838         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
839         int o;
840
841         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
842                 min -= min / 2;
843         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
844                 min -= min / 4;
845
846         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
847                 return 0;
848         for (o = 0; o < order; o++) {
849                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
850                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
851
852                 /* Require fewer higher order pages to be free */
853                 min >>= 1;
854
855                 if (free_pages <= min)
856                         return 0;
857         }
858         return 1;
859 }
860
861 /*
862  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
863  * a page.
864  */
865 static struct page *
866 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
867                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
868 {
869         struct zone **z = zonelist->zones;
870         struct page *page = NULL;
871         int classzone_idx = zone_idx(*z);
872
873         /*
874          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
875          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
876          */
877         do {
878                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
879                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
880                         continue;
881
882                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
883                         unsigned long mark;
884                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
885                                 mark = (*z)->pages_min;
886                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
887                                 mark = (*z)->pages_low;
888                         else
889                                 mark = (*z)->pages_high;
890                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
891                                     classzone_idx, alloc_flags))
892                                 if (!zone_reclaim_mode ||
893                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
894                                         continue;
895                 }
896
897                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
898                 if (page) {
899                         break;
900                 }
901         } while (*(++z) != NULL);
902         return page;
903 }
904
905 /*
906  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
907  */
908 struct page * fastcall
909 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
910                 struct zonelist *zonelist)
911 {
912         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
913         struct zone **z;
914         struct page *page;
915         struct reclaim_state reclaim_state;
916         struct task_struct *p = current;
917         int do_retry;
918         int alloc_flags;
919         int did_some_progress;
920
921         might_sleep_if(wait);
922
923 restart:
924         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
925
926         if (unlikely(*z == NULL)) {
927                 /* Should this ever happen?? */
928                 return NULL;
929         }
930
931         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
932                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
933         if (page)
934                 goto got_pg;
935
936         do {
937                 wakeup_kswapd(*z, order);
938         } while (*(++z));
939
940         /*
941          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
942          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
943          * to how we want to proceed.
944          *
945          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
946          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
947          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
948          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
949          */
950         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
951         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
952                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
953         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
954                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
955         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
956
957         /*
958          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
959          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
960          *
961          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
962          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
963          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
964          */
965         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
966         if (page)
967                 goto got_pg;
968
969         /* This allocation should allow future memory freeing. */
970
971         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
972                         && !in_interrupt()) {
973                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
974 nofail_alloc:
975                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
976                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
977                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
978                         if (page)
979                                 goto got_pg;
980                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
981                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
982                                 goto nofail_alloc;
983                         }
984                 }
985                 goto nopage;
986         }
987
988         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
989         if (!wait)
990                 goto nopage;
991
992 rebalance:
993         cond_resched();
994
995         /* We now go into synchronous reclaim */
996         cpuset_memory_pressure_bump();
997         p->flags |= PF_MEMALLOC;
998         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
999         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1000
1001         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1002
1003         p->reclaim_state = NULL;
1004         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1005
1006         cond_resched();
1007
1008         if (likely(did_some_progress)) {
1009                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1010                                                 zonelist, alloc_flags);
1011                 if (page)
1012                         goto got_pg;
1013         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1014                 /*
1015                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1016                  * very high watermark here, this is only to catch
1017                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1018                  * under heavy pressure.
1019                  */
1020                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1021                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1022                 if (page)
1023                         goto got_pg;
1024
1025                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1026                 goto restart;
1027         }
1028
1029         /*
1030          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1031          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1032          *
1033          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1034          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1035          */
1036         do_retry = 0;
1037         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1038                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1039                         do_retry = 1;
1040                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1041                         do_retry = 1;
1042         }
1043         if (do_retry) {
1044                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1045                 goto rebalance;
1046         }
1047
1048 nopage:
1049         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1050                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1051                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1052                         p->comm, order, gfp_mask);
1053                 dump_stack();
1054                 show_mem();
1055         }
1056 got_pg:
1057         return page;
1058 }
1059
1060 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1061
1062 /*
1063  * Common helper functions.
1064  */
1065 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1066 {
1067         struct page * page;
1068         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1069         if (!page)
1070                 return 0;
1071         return (unsigned long) page_address(page);
1072 }
1073
1074 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1075
1076 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1077 {
1078         struct page * page;
1079
1080         /*
1081          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1082          * a highmem page
1083          */
1084         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1085
1086         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1087         if (page)
1088                 return (unsigned long) page_address(page);
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1093
1094 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1095 {
1096         int i = pagevec_count(pvec);
1097
1098         while (--i >= 0)
1099                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1100 }
1101
1102 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1103 {
1104         if (put_page_testzero(page)) {
1105                 if (order == 0)
1106                         free_hot_page(page);
1107                 else
1108                         __free_pages_ok(page, order);
1109         }
1110 }
1111
1112 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1113
1114 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1115 {
1116         if (addr != 0) {
1117                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1118                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1119         }
1120 }
1121
1122 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1123
1124 /*
1125  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1126  */
1127 unsigned int nr_free_pages(void)
1128 {
1129         unsigned int sum = 0;
1130         struct zone *zone;
1131
1132         for_each_zone(zone)
1133                 sum += zone->free_pages;
1134
1135         return sum;
1136 }
1137
1138 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1139
1140 #ifdef CONFIG_NUMA
1141 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1142 {
1143         unsigned int i, sum = 0;
1144
1145         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1146                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1147
1148         return sum;
1149 }
1150 #endif
1151
1152 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1153 {
1154         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1155         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1156         unsigned int sum = 0;
1157
1158         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1159         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1160         struct zone *zone;
1161
1162         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1163                 unsigned long size = zone->present_pages;
1164                 unsigned long high = zone->pages_high;
1165                 if (size > high)
1166                         sum += size - high;
1167         }
1168
1169         return sum;
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1174  */
1175 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1176 {
1177         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1182  */
1183 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1184 {
1185         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1186 }
1187
1188 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1189 unsigned int nr_free_highpages (void)
1190 {
1191         pg_data_t *pgdat;
1192         unsigned int pages = 0;
1193
1194         for_each_pgdat(pgdat)
1195                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1196
1197         return pages;
1198 }
1199 #endif
1200
1201 #ifdef CONFIG_NUMA
1202 static void show_node(struct zone *zone)
1203 {
1204         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1205 }
1206 #else
1207 #define show_node(zone) do { } while (0)
1208 #endif
1209
1210 /*
1211  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1212  * The result is unavoidably approximate - it can change
1213  * during and after execution of this function.
1214  */
1215 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1216
1217 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1218 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1219 #ifdef CONFIG_SMP
1220 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1221 #endif
1222
1223 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1224 {
1225         unsigned cpu;
1226
1227         memset(ret, 0, nr * sizeof(unsigned long));
1228         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1229
1230         for_each_cpu_mask(cpu, *cpumask) {
1231                 unsigned long *in;
1232                 unsigned long *out;
1233                 unsigned off;
1234                 unsigned next_cpu;
1235
1236                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1237
1238                 next_cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1239                 if (likely(next_cpu < NR_CPUS))
1240                         prefetch(&per_cpu(page_states, next_cpu));
1241
1242                 out = (unsigned long *)ret;
1243                 for (off = 0; off < nr; off++)
1244                         *out++ += *in++;
1245         }
1246 }
1247
1248 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1249 {
1250         int nr;
1251         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1252
1253         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1254         nr /= sizeof(unsigned long);
1255
1256         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1257 }
1258
1259 void get_page_state(struct page_state *ret)
1260 {
1261         int nr;
1262         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1263
1264         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1265         nr /= sizeof(unsigned long);
1266
1267         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1268 }
1269
1270 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1271 {
1272         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1273
1274         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1275 }
1276
1277 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1278 {
1279         unsigned long ret = 0;
1280         int cpu;
1281
1282         for_each_online_cpu(cpu) {
1283                 unsigned long in;
1284
1285                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1286                 ret += *((unsigned long *)in);
1287         }
1288         return ret;
1289 }
1290
1291 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1292 {
1293         void *ptr;
1294
1295         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1296         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1297 }
1298 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1299
1300 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1301 {
1302         unsigned long flags;
1303         void *ptr;
1304
1305         local_irq_save(flags);
1306         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1307         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1308         local_irq_restore(flags);
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1311
1312 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1313                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1314 {
1315         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1316         int i;
1317
1318         *active = 0;
1319         *inactive = 0;
1320         *free = 0;
1321         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1322                 *active += zones[i].nr_active;
1323                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1324                 *free += zones[i].free_pages;
1325         }
1326 }
1327
1328 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1329                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1330 {
1331         struct pglist_data *pgdat;
1332
1333         *active = 0;
1334         *inactive = 0;
1335         *free = 0;
1336         for_each_pgdat(pgdat) {
1337                 unsigned long l, m, n;
1338                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1339                 *active += l;
1340                 *inactive += m;
1341                 *free += n;
1342         }
1343 }
1344
1345 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1346 {
1347         val->totalram = totalram_pages;
1348         val->sharedram = 0;
1349         val->freeram = nr_free_pages();
1350         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1351 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1352         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1353         val->freehigh = nr_free_highpages();
1354 #else
1355         val->totalhigh = 0;
1356         val->freehigh = 0;
1357 #endif
1358         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1359 }
1360
1361 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1362
1363 #ifdef CONFIG_NUMA
1364 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1365 {
1366         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1367
1368         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1369         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1370         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1371         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1372         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1373 }
1374 #endif
1375
1376 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1377
1378 /*
1379  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1380  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1381  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1382  */
1383 void show_free_areas(void)
1384 {
1385         struct page_state ps;
1386         int cpu, temperature;
1387         unsigned long active;
1388         unsigned long inactive;
1389         unsigned long free;
1390         struct zone *zone;
1391
1392         for_each_zone(zone) {
1393                 show_node(zone);
1394                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1395
1396                 if (!populated_zone(zone)) {
1397                         printk(" empty\n");
1398                         continue;
1399                 } else
1400                         printk("\n");
1401
1402                 for_each_online_cpu(cpu) {
1403                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1404
1405                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1406
1407                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1408                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1409                                         cpu,
1410                                         temperature ? "cold" : "hot",
1411                                         pageset->pcp[temperature].high,
1412                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1413                                         pageset->pcp[temperature].count);
1414                 }
1415         }
1416
1417         get_page_state(&ps);
1418         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1419
1420         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1421                 K(nr_free_pages()),
1422                 K(nr_free_highpages()));
1423
1424         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1425                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1426                 active,
1427                 inactive,
1428                 ps.nr_dirty,
1429                 ps.nr_writeback,
1430                 ps.nr_unstable,
1431                 nr_free_pages(),
1432                 ps.nr_slab,
1433                 ps.nr_mapped,
1434                 ps.nr_page_table_pages);
1435
1436         for_each_zone(zone) {
1437                 int i;
1438
1439                 show_node(zone);
1440                 printk("%s"
1441                         " free:%lukB"
1442                         " min:%lukB"
1443                         " low:%lukB"
1444                         " high:%lukB"
1445                         " active:%lukB"
1446                         " inactive:%lukB"
1447                         " present:%lukB"
1448                         " pages_scanned:%lu"
1449                         " all_unreclaimable? %s"
1450                         "\n",
1451                         zone->name,
1452                         K(zone->free_pages),
1453                         K(zone->pages_min),
1454                         K(zone->pages_low),
1455                         K(zone->pages_high),
1456                         K(zone->nr_active),
1457                         K(zone->nr_inactive),
1458                         K(zone->present_pages),
1459                         zone->pages_scanned,
1460                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1461                         );
1462                 printk("lowmem_reserve[]:");
1463                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1464                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1465                 printk("\n");
1466         }
1467
1468         for_each_zone(zone) {
1469                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1470
1471                 show_node(zone);
1472                 printk("%s: ", zone->name);
1473                 if (!populated_zone(zone)) {
1474                         printk("empty\n");
1475                         continue;
1476                 }
1477
1478                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1479                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1480                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1481                         total += nr << order;
1482                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1483                 }
1484                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1485                 printk("= %lukB\n", K(total));
1486         }
1487
1488         show_swap_cache_info();
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Builds allocation fallback zone lists.
1493  *
1494  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1495  */
1496 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1497                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1498 {
1499         struct zone *zone;
1500
1501         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1502
1503         do {
1504                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1505                 if (populated_zone(zone)) {
1506 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1507                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1508 #endif
1509                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1510                         check_highest_zone(zone_type);
1511                 }
1512                 zone_type--;
1513
1514         } while (zone_type >= 0);
1515         return nr_zones;
1516 }
1517
1518 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1519 {
1520         int res = ZONE_NORMAL;
1521         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1522                 res = ZONE_HIGHMEM;
1523         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1524                 res = ZONE_DMA32;
1525         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1526                 res = ZONE_DMA;
1527         return res;
1528 }
1529
1530 #ifdef CONFIG_NUMA
1531 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1532 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1533 /**
1534  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1535  * @node: node whose fallback list we're appending
1536  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1537  *
1538  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1539  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1540  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1541  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1542  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1543  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1544  * on them otherwise.
1545  * It returns -1 if no node is found.
1546  */
1547 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1548 {
1549         int n, val;
1550         int min_val = INT_MAX;
1551         int best_node = -1;
1552
1553         /* Use the local node if we haven't already */
1554         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1555                 node_set(node, *used_node_mask);
1556                 return node;
1557         }
1558
1559         for_each_online_node(n) {
1560                 cpumask_t tmp;
1561
1562                 /* Don't want a node to appear more than once */
1563                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1564                         continue;
1565
1566                 /* Use the distance array to find the distance */
1567                 val = node_distance(node, n);
1568
1569                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1570                 val += (n < node);
1571
1572                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1573                 tmp = node_to_cpumask(n);
1574                 if (!cpus_empty(tmp))
1575                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1576
1577                 /* Slight preference for less loaded node */
1578                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1579                 val += node_load[n];
1580
1581                 if (val < min_val) {
1582                         min_val = val;
1583                         best_node = n;
1584                 }
1585         }
1586
1587         if (best_node >= 0)
1588                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1589
1590         return best_node;
1591 }
1592
1593 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1594 {
1595         int i, j, k, node, local_node;
1596         int prev_node, load;
1597         struct zonelist *zonelist;
1598         nodemask_t used_mask;
1599
1600         /* initialize zonelists */
1601         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1602                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1603                 zonelist->zones[0] = NULL;
1604         }
1605
1606         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1607         local_node = pgdat->node_id;
1608         load = num_online_nodes();
1609         prev_node = local_node;
1610         nodes_clear(used_mask);
1611         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1612                 int distance = node_distance(local_node, node);
1613
1614                 /*
1615                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1616                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1617                  */
1618                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1619                         zone_reclaim_mode = 1;
1620
1621                 /*
1622                  * We don't want to pressure a particular node.
1623                  * So adding penalty to the first node in same
1624                  * distance group to make it round-robin.
1625                  */
1626
1627                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1628                         node_load[node] += load;
1629                 prev_node = node;
1630                 load--;
1631                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1632                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1633                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1634
1635                         k = highest_zone(i);
1636
1637                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1638                         zonelist->zones[j] = NULL;
1639                 }
1640         }
1641 }
1642
1643 #else   /* CONFIG_NUMA */
1644
1645 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1646 {
1647         int i, j, k, node, local_node;
1648
1649         local_node = pgdat->node_id;
1650         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1651                 struct zonelist *zonelist;
1652
1653                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1654
1655                 j = 0;
1656                 k = highest_zone(i);
1657                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1658                 /*
1659                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1660                  * of all the other nodes.
1661                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1662                  * building the zones for node N, we make sure that the
1663                  * zones coming right after the local ones are those from
1664                  * node N+1 (modulo N)
1665                  */
1666                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1667                         if (!node_online(node))
1668                                 continue;
1669                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1670                 }
1671                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1672                         if (!node_online(node))
1673                                 continue;
1674                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1675                 }
1676
1677                 zonelist->zones[j] = NULL;
1678         }
1679 }
1680
1681 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1682
1683 void __init build_all_zonelists(void)
1684 {
1685         int i;
1686
1687         for_each_online_node(i)
1688                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1689         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1690         cpuset_init_current_mems_allowed();
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1695  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1696  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1697  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1698  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1699  * conservative, even though it seems large.
1700  *
1701  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1702  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1703  */
1704 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1705
1706 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1707 {
1708         unsigned long size = 1;
1709
1710         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1711
1712         while (size < pages)
1713                 size <<= 1;
1714
1715         /*
1716          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1717          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1718          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1719          */
1720         size = min(size, 4096UL);
1721
1722         return max(size, 4UL);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1727  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1728  * hash function before the remainder is taken.
1729  */
1730 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1731 {
1732         return ffz(~size);
1733 }
1734
1735 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1736
1737 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1738                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1739 {
1740         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1741         int i;
1742
1743         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1744                 totalpages += zones_size[i];
1745         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1746
1747         realtotalpages = totalpages;
1748         if (zholes_size)
1749                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1750                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1751         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1752         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1753 }
1754
1755
1756 /*
1757  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1758  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1759  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1760  */
1761 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1762                 unsigned long start_pfn)
1763 {
1764         struct page *page;
1765         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1766         unsigned long pfn;
1767
1768         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1769                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1770                         continue;
1771                 page = pfn_to_page(pfn);
1772                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1773                 init_page_count(page);
1774                 reset_page_mapcount(page);
1775                 SetPageReserved(page);
1776                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1777 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1778                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1779                 if (!is_highmem_idx(zone))
1780                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1781 #endif
1782         }
1783 }
1784
1785 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1786                                 unsigned long size)
1787 {
1788         int order;
1789         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1790                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1791                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1792         }
1793 }
1794
1795 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1796 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1797                 unsigned long size)
1798 {
1799         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1800         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1801
1802         if (FLAGS_HAS_NODE)
1803                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1804         else
1805                 for (; snum <= end; snum++)
1806                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1807 }
1808
1809 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1810 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1811         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1812 #endif
1813
1814 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1815 {
1816         int batch;
1817
1818         /*
1819          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1820          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1821          *
1822          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1823          */
1824         batch = zone->present_pages / 1024;
1825         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1826                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1827         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1828         if (batch < 1)
1829                 batch = 1;
1830
1831         /*
1832          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1833          * of 2 value was found to be more likely to have
1834          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1835          *
1836          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1837          * batches of pages, one task can end up with a lot
1838          * of pages of one half of the possible page colors
1839          * and the other with pages of the other colors.
1840          */
1841         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1842
1843         return batch;
1844 }
1845
1846 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1847 {
1848         struct per_cpu_pages *pcp;
1849
1850         memset(p, 0, sizeof(*p));
1851
1852         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1853         pcp->count = 0;
1854         pcp->high = 6 * batch;
1855         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1856         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1857
1858         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1859         pcp->count = 0;
1860         pcp->high = 2 * batch;
1861         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1862         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1863 }
1864
1865 /*
1866  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1867  * to the value high for the pageset p.
1868  */
1869
1870 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1871                                 unsigned long high)
1872 {
1873         struct per_cpu_pages *pcp;
1874
1875         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1876         pcp->high = high;
1877         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1878         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1879                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1880 }
1881
1882
1883 #ifdef CONFIG_NUMA
1884 /*
1885  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1886  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1887  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1888  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1889  * with interrupts disabled.
1890  *
1891  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1892  *
1893  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1894  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1895  * hotplugged processors.
1896  *
1897  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1898  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1899  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1900  */
1901 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1902
1903 /*
1904  * Dynamically allocate memory for the
1905  * per cpu pageset array in struct zone.
1906  */
1907 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1908 {
1909         struct zone *zone, *dzone;
1910
1911         for_each_zone(zone) {
1912
1913                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1914                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1915                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1916                         goto bad;
1917
1918                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1919
1920                 if (percpu_pagelist_fraction)
1921                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1922                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1923         }
1924
1925         return 0;
1926 bad:
1927         for_each_zone(dzone) {
1928                 if (dzone == zone)
1929                         break;
1930                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1931                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1932         }
1933         return -ENOMEM;
1934 }
1935
1936 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1937 {
1938         struct zone *zone;
1939
1940         for_each_zone(zone) {
1941                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1942
1943                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1944                 kfree(pset);
1945         }
1946 }
1947
1948 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1949                 unsigned long action,
1950                 void *hcpu)
1951 {
1952         int cpu = (long)hcpu;
1953         int ret = NOTIFY_OK;
1954
1955         switch (action) {
1956                 case CPU_UP_PREPARE:
1957                         if (process_zones(cpu))
1958                                 ret = NOTIFY_BAD;
1959                         break;
1960                 case CPU_UP_CANCELED:
1961                 case CPU_DEAD:
1962                         free_zone_pagesets(cpu);
1963                         break;
1964                 default:
1965                         break;
1966         }
1967         return ret;
1968 }
1969
1970 static struct notifier_block pageset_notifier =
1971         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1972
1973 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1974 {
1975         int err;
1976
1977         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1978          * A cpuup callback will do this for every cpu
1979          * as it comes online
1980          */
1981         err = process_zones(smp_processor_id());
1982         BUG_ON(err);
1983         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1984 }
1985
1986 #endif
1987
1988 static __meminit
1989 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1990 {
1991         int i;
1992         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1993
1994         /*
1995          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1996          * per zone.
1997          */
1998         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1999         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
2000         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2001                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
2002                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
2003
2004         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
2005                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2006 }
2007
2008 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2009 {
2010         int cpu;
2011         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2012
2013         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2014 #ifdef CONFIG_NUMA
2015                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2016                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2017                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2018 #else
2019                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2020 #endif
2021         }
2022         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2023                 zone->name, zone->present_pages, batch);
2024 }
2025
2026 static __meminit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2027                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
2028 {
2029         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2030
2031         zone_wait_table_init(zone, size);
2032         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2033
2034         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
2035         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2036
2037         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2038
2039         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2040 }
2041
2042 /*
2043  * Set up the zone data structures:
2044  *   - mark all pages reserved
2045  *   - mark all memory queues empty
2046  *   - clear the memory bitmaps
2047  */
2048 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2049                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2050 {
2051         unsigned long j;
2052         int nid = pgdat->node_id;
2053         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2054
2055         pgdat_resize_init(pgdat);
2056         pgdat->nr_zones = 0;
2057         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2058         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2059         
2060         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2061                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2062                 unsigned long size, realsize;
2063
2064                 realsize = size = zones_size[j];
2065                 if (zholes_size)
2066                         realsize -= zholes_size[j];
2067
2068                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2069                         nr_kernel_pages += realsize;
2070                 nr_all_pages += realsize;
2071
2072                 zone->spanned_pages = size;
2073                 zone->present_pages = realsize;
2074                 zone->name = zone_names[j];
2075                 spin_lock_init(&zone->lock);
2076                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2077                 zone_seqlock_init(zone);
2078                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2079                 zone->free_pages = 0;
2080
2081                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2082
2083                 zone_pcp_init(zone);
2084                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2085                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2086                 zone->nr_scan_active = 0;
2087                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2088                 zone->nr_active = 0;
2089                 zone->nr_inactive = 0;
2090                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2091                 if (!size)
2092                         continue;
2093
2094                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2095                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2096                 zone_start_pfn += size;
2097         }
2098 }
2099
2100 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2101 {
2102         /* Skip empty nodes */
2103         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2104                 return;
2105
2106 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2107         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2108         if (!pgdat->node_mem_map) {
2109                 unsigned long size;
2110                 struct page *map;
2111
2112                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2113                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2114                 if (!map)
2115                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2116                 pgdat->node_mem_map = map;
2117         }
2118 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2119         /*
2120          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2121          */
2122         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2123                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2124 #endif
2125 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2126 }
2127
2128 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2129                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2130                 unsigned long *zholes_size)
2131 {
2132         pgdat->node_id = nid;
2133         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2134         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2135
2136         alloc_node_mem_map(pgdat);
2137
2138         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2139 }
2140
2141 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2142 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2143 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2144
2145 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2146 #endif
2147
2148 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2149 {
2150         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2151                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2152 }
2153
2154 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2155
2156 #include <linux/seq_file.h>
2157
2158 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2159 {
2160         pg_data_t *pgdat;
2161         loff_t node = *pos;
2162
2163         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2164                 --node;
2165
2166         return pgdat;
2167 }
2168
2169 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2170 {
2171         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2172
2173         (*pos)++;
2174         return pgdat->pgdat_next;
2175 }
2176
2177 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2178 {
2179 }
2180
2181 /* 
2182  * This walks the free areas for each zone.
2183  */
2184 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2185 {
2186         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2187         struct zone *zone;
2188         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2189         unsigned long flags;
2190         int order;
2191
2192         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2193                 if (!populated_zone(zone))
2194                         continue;
2195
2196                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2197                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2198                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2199                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2200                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2201                 seq_putc(m, '\n');
2202         }
2203         return 0;
2204 }
2205
2206 struct seq_operations fragmentation_op = {
2207         .start  = frag_start,
2208         .next   = frag_next,
2209         .stop   = frag_stop,
2210         .show   = frag_show,
2211 };
2212
2213 /*
2214  * Output information about zones in @pgdat.
2215  */
2216 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2217 {
2218         pg_data_t *pgdat = arg;
2219         struct zone *zone;
2220         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2221         unsigned long flags;
2222
2223         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2224                 int i;
2225
2226                 if (!populated_zone(zone))
2227                         continue;
2228
2229                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2230                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2231                 seq_printf(m,
2232                            "\n  pages free     %lu"
2233                            "\n        min      %lu"
2234                            "\n        low      %lu"
2235                            "\n        high     %lu"
2236                            "\n        active   %lu"
2237                            "\n        inactive %lu"
2238                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2239                            "\n        spanned  %lu"
2240                            "\n        present  %lu",
2241                            zone->free_pages,
2242                            zone->pages_min,
2243                            zone->pages_low,
2244                            zone->pages_high,
2245                            zone->nr_active,
2246                            zone->nr_inactive,
2247                            zone->pages_scanned,
2248                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2249                            zone->spanned_pages,
2250                            zone->present_pages);
2251                 seq_printf(m,
2252                            "\n        protection: (%lu",
2253                            zone->lowmem_reserve[0]);
2254                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2255                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2256                 seq_printf(m,
2257                            ")"
2258                            "\n  pagesets");
2259                 for_each_online_cpu(i) {
2260                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2261                         int j;
2262
2263                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2264                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2265                                 if (pageset->pcp[j].count)
2266                                         break;
2267                         }
2268                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2269                                 continue;
2270                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2271                                 seq_printf(m,
2272                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2273                                            "\n              count: %i"
2274                                            "\n              high:  %i"
2275                                            "\n              batch: %i",
2276                                            i, j,
2277                                            pageset->pcp[j].count,
2278                                            pageset->pcp[j].high,
2279                                            pageset->pcp[j].batch);
2280                         }
2281 #ifdef CONFIG_NUMA
2282                         seq_printf(m,
2283                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2284                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2285                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2286                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2287                                    "\n            local_node:     %lu"
2288                                    "\n            other_node:     %lu",
2289                                    pageset->numa_hit,
2290                                    pageset->numa_miss,
2291                                    pageset->numa_foreign,
2292                                    pageset->interleave_hit,
2293                                    pageset->local_node,
2294                                    pageset->other_node);
2295 #endif
2296                 }
2297                 seq_printf(m,
2298                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2299                            "\n  prev_priority:     %i"
2300                            "\n  temp_priority:     %i"
2301                            "\n  start_pfn:         %lu",
2302                            zone->all_unreclaimable,
2303                            zone->prev_priority,
2304                            zone->temp_priority,
2305                            zone->zone_start_pfn);
2306                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2307                 seq_putc(m, '\n');
2308         }
2309         return 0;
2310 }
2311
2312 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2313         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2314                                * fragmentation. */
2315         .next   = frag_next,
2316         .stop   = frag_stop,
2317         .show   = zoneinfo_show,
2318 };
2319
2320 static char *vmstat_text[] = {
2321         "nr_dirty",
2322         "nr_writeback",
2323         "nr_unstable",
2324         "nr_page_table_pages",
2325         "nr_mapped",
2326         "nr_slab",
2327
2328         "pgpgin",
2329         "pgpgout",
2330         "pswpin",
2331         "pswpout",
2332
2333         "pgalloc_high",
2334         "pgalloc_normal",
2335         "pgalloc_dma32",
2336         "pgalloc_dma",
2337
2338         "pgfree",
2339         "pgactivate",
2340         "pgdeactivate",
2341
2342         "pgfault",
2343         "pgmajfault",
2344
2345         "pgrefill_high",
2346         "pgrefill_normal",
2347         "pgrefill_dma32",
2348         "pgrefill_dma",
2349
2350         "pgsteal_high",
2351         "pgsteal_normal",
2352         "pgsteal_dma32",
2353         "pgsteal_dma",
2354
2355         "pgscan_kswapd_high",
2356         "pgscan_kswapd_normal",
2357         "pgscan_kswapd_dma32",
2358         "pgscan_kswapd_dma",
2359
2360         "pgscan_direct_high",
2361         "pgscan_direct_normal",
2362         "pgscan_direct_dma32",
2363         "pgscan_direct_dma",
2364
2365         "pginodesteal",
2366         "slabs_scanned",
2367         "kswapd_steal",
2368         "kswapd_inodesteal",
2369         "pageoutrun",
2370         "allocstall",
2371
2372         "pgrotated",
2373         "nr_bounce",
2374 };
2375
2376 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2377 {
2378         struct page_state *ps;
2379
2380         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2381                 return NULL;
2382
2383         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2384         m->private = ps;
2385         if (!ps)
2386                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2387         get_full_page_state(ps);
2388         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2389         ps->pgpgout /= 2;
2390         return (unsigned long *)ps + *pos;
2391 }
2392
2393 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2394 {
2395         (*pos)++;
2396         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2397                 return NULL;
2398         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2399 }
2400
2401 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2402 {
2403         unsigned long *l = arg;
2404         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2405
2406         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2407         return 0;
2408 }
2409
2410 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2411 {
2412         kfree(m->private);
2413         m->private = NULL;
2414 }
2415
2416 struct seq_operations vmstat_op = {
2417         .start  = vmstat_start,
2418         .next   = vmstat_next,
2419         .stop   = vmstat_stop,
2420         .show   = vmstat_show,
2421 };
2422
2423 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2424
2425 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2426 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2427                                  unsigned long action, void *hcpu)
2428 {
2429         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2430         long *count;
2431         unsigned long *src, *dest;
2432
2433         if (action == CPU_DEAD) {
2434                 int i;
2435
2436                 /* Drain local pagecache count. */
2437                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2438                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2439                 *count = 0;
2440                 local_irq_disable();
2441                 __drain_pages(cpu);
2442
2443                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2444                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2445                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2446
2447                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2448                                 i++) {
2449                         dest[i] += src[i];
2450                         src[i] = 0;
2451                 }
2452
2453                 local_irq_enable();
2454         }
2455         return NOTIFY_OK;
2456 }
2457 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2458
2459 void __init page_alloc_init(void)
2460 {
2461         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2462 }
2463
2464 /*
2465  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2466  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2467  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2468  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2469  */
2470 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2471 {
2472         struct pglist_data *pgdat;
2473         int j, idx;
2474
2475         for_each_pgdat(pgdat) {
2476                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2477                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2478                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2479
2480                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2481
2482                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2483                                 struct zone *lower_zone;
2484
2485                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2486                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2487
2488                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2489                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2490                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2491                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2492                         }
2493                 }
2494         }
2495 }
2496
2497 /*
2498  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2499  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2500  *      with respect to min_free_kbytes.
2501  */
2502 void setup_per_zone_pages_min(void)
2503 {
2504         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2505         unsigned long lowmem_pages = 0;
2506         struct zone *zone;
2507         unsigned long flags;
2508
2509         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2510         for_each_zone(zone) {
2511                 if (!is_highmem(zone))
2512                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2513         }
2514
2515         for_each_zone(zone) {
2516                 unsigned long tmp;
2517                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2518                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2519                 if (is_highmem(zone)) {
2520                         /*
2521                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2522                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2523                          * value here.
2524                          *
2525                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2526                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2527                          * not be capped for highmem.
2528                          */
2529                         int min_pages;
2530
2531                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2532                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2533                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2534                         if (min_pages > 128)
2535                                 min_pages = 128;
2536                         zone->pages_min = min_pages;
2537                 } else {
2538                         /*
2539                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2540                          * proportionate to the zone's size.
2541                          */
2542                         zone->pages_min = tmp;
2543                 }
2544
2545                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2546                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2547                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2548         }
2549 }
2550
2551 /*
2552  * Initialise min_free_kbytes.
2553  *
2554  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2555  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2556  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2557  *
2558  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2559  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2560  *
2561  * which yields
2562  *
2563  * 16MB:        512k
2564  * 32MB:        724k
2565  * 64MB:        1024k
2566  * 128MB:       1448k
2567  * 256MB:       2048k
2568  * 512MB:       2896k
2569  * 1024MB:      4096k
2570  * 2048MB:      5792k
2571  * 4096MB:      8192k
2572  * 8192MB:      11584k
2573  * 16384MB:     16384k
2574  */
2575 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2576 {
2577         unsigned long lowmem_kbytes;
2578
2579         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2580
2581         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2582         if (min_free_kbytes < 128)
2583                 min_free_kbytes = 128;
2584         if (min_free_kbytes > 65536)
2585                 min_free_kbytes = 65536;
2586         setup_per_zone_pages_min();
2587         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2588         return 0;
2589 }
2590 module_init(init_per_zone_pages_min)
2591
2592 /*
2593  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2594  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2595  *      changes.
2596  */
2597 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2598         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2599 {
2600         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2601         setup_per_zone_pages_min();
2602         return 0;
2603 }
2604
2605 /*
2606  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2607  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2608  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2609  *
2610  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2611  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2612  * if in function of the boot time zone sizes.
2613  */
2614 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2615         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2616 {
2617         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2618         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2619         return 0;
2620 }
2621
2622 /*
2623  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2624  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2625  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2626  */
2627
2628 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2629         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2630 {
2631         struct zone *zone;
2632         unsigned int cpu;
2633         int ret;
2634
2635         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2636         if (!write || (ret == -EINVAL))
2637                 return ret;
2638         for_each_zone(zone) {
2639                 for_each_online_cpu(cpu) {
2640                         unsigned long  high;
2641                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2642                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2643                 }
2644         }
2645         return 0;
2646 }
2647
2648 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2649
2650 #ifdef CONFIG_NUMA
2651 static int __init set_hashdist(char *str)
2652 {
2653         if (!str)
2654                 return 0;
2655         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2656         return 1;
2657 }
2658 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2659 #endif
2660
2661 /*
2662  * allocate a large system hash table from bootmem
2663  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2664  *   quantity of entries
2665  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2666  */
2667 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2668                                      unsigned long bucketsize,
2669                                      unsigned long numentries,
2670                                      int scale,
2671                                      int flags,
2672                                      unsigned int *_hash_shift,
2673                                      unsigned int *_hash_mask,
2674                                      unsigned long limit)
2675 {
2676         unsigned long long max = limit;
2677         unsigned long log2qty, size;
2678         void *table = NULL;
2679
2680         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2681         if (!numentries) {
2682                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2683                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2684                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2685                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2686                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2687
2688                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2689                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2690                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2691                 else
2692                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2693         }
2694         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2695         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2696
2697         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2698         if (max == 0) {
2699                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2700                 do_div(max, bucketsize);
2701         }
2702
2703         if (numentries > max)
2704                 numentries = max;
2705
2706         log2qty = long_log2(numentries);
2707
2708         do {
2709                 size = bucketsize << log2qty;
2710                 if (flags & HASH_EARLY)
2711                         table = alloc_bootmem(size);
2712                 else if (hashdist)
2713                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2714                 else {
2715                         unsigned long order;
2716                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2717                                 ;
2718                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2719                 }
2720         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2721
2722         if (!table)
2723                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2724
2725         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2726                tablename,
2727                (1U << log2qty),
2728                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2729                size);
2730
2731         if (_hash_shift)
2732                 *_hash_shift = log2qty;
2733         if (_hash_mask)
2734                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2735
2736         return table;
2737 }