]> err.no Git - linux-2.6/blob - mm/page_alloc.c
[PATCH] optimize follow_hugetlb_page
[linux-2.6] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39 #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         /*
221          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
222          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
223          */
224         BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
225         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
226                 clear_highpage(page + i);
227 }
228
229 /*
230  * function for dealing with page's order in buddy system.
231  * zone->lock is already acquired when we use these.
232  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
233  */
234 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
235         return page_private(page);
236 }
237
238 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
239         set_page_private(page, order);
240         __SetPagePrivate(page);
241 }
242
243 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
244 {
245         __ClearPagePrivate(page);
246         set_page_private(page, 0);
247 }
248
249 /*
250  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
251  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
252  *
253  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
254  * the following equation:
255  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
256  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
257  * 1 buddy is #10:
258  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
259  *
260  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
261  * satisfies the following equation:
262  *     P = B & ~(1 << O)
263  *
264  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
265  */
266 static inline struct page *
267 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
268 {
269         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
270
271         return page + (buddy_idx - page_idx);
272 }
273
274 static inline unsigned long
275 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
276 {
277         return (page_idx & ~(1 << order));
278 }
279
280 /*
281  * This function checks whether a page is free && is the buddy
282  * we can do coalesce a page and its buddy if
283  * (a) the buddy is not in a hole &&
284  * (b) the buddy is free &&
285  * (c) the buddy is on the buddy system &&
286  * (d) a page and its buddy have the same order.
287  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
288  *
289  */
290 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
291 {
292 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
293         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
294                 return 0;
295 #endif
296
297        if (PagePrivate(page)           &&
298            (page_order(page) == order) &&
299             page_count(page) == 0)
300                return 1;
301        return 0;
302 }
303
304 /*
305  * Freeing function for a buddy system allocator.
306  *
307  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
308  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
309  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
310  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
311  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
312  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
313  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
314  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
315  * parts of the VM system.
316  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
317  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
318  * order is recorded in page_private(page) field.
319  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
320  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
321  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
322  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
323  * triggers coalescing into a block of larger size.            
324  *
325  * -- wli
326  */
327
328 static inline void __free_one_page(struct page *page,
329                 struct zone *zone, unsigned int order)
330 {
331         unsigned long page_idx;
332         int order_size = 1 << order;
333
334         if (unlikely(PageCompound(page)))
335                 destroy_compound_page(page, order);
336
337         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
338
339         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
340         BUG_ON(bad_range(zone, page));
341
342         zone->free_pages += order_size;
343         while (order < MAX_ORDER-1) {
344                 unsigned long combined_idx;
345                 struct free_area *area;
346                 struct page *buddy;
347
348                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
349                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
350                         break;          /* Move the buddy up one level. */
351
352                 list_del(&buddy->lru);
353                 area = zone->free_area + order;
354                 area->nr_free--;
355                 rmv_page_order(buddy);
356                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
357                 page = page + (combined_idx - page_idx);
358                 page_idx = combined_idx;
359                 order++;
360         }
361         set_page_order(page, order);
362         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
363         zone->free_area[order].nr_free++;
364 }
365
366 static inline int free_pages_check(struct page *page)
367 {
368         if (unlikely(page_mapcount(page) |
369                 (page->mapping != NULL)  |
370                 (page_count(page) != 0)  |
371                 (page->flags & (
372                         1 << PG_lru     |
373                         1 << PG_private |
374                         1 << PG_locked  |
375                         1 << PG_active  |
376                         1 << PG_reclaim |
377                         1 << PG_slab    |
378                         1 << PG_swapcache |
379                         1 << PG_writeback |
380                         1 << PG_reserved ))))
381                 bad_page(page);
382         if (PageDirty(page))
383                 __ClearPageDirty(page);
384         /*
385          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
386          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
387          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
388          */
389         return PageReserved(page);
390 }
391
392 /*
393  * Frees a list of pages. 
394  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
395  * count is the number of pages to free.
396  *
397  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
398  * see if this freeing clears that state.
399  *
400  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
401  * pinned" detection logic.
402  */
403 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
404                                         struct list_head *list, int order)
405 {
406         spin_lock(&zone->lock);
407         zone->all_unreclaimable = 0;
408         zone->pages_scanned = 0;
409         while (count--) {
410                 struct page *page;
411
412                 BUG_ON(list_empty(list));
413                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
414                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
415                 list_del(&page->lru);
416                 __free_one_page(page, zone, order);
417         }
418         spin_unlock(&zone->lock);
419 }
420
421 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
422 {
423         LIST_HEAD(list);
424         list_add(&page->lru, &list);
425         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
426 }
427
428 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
429 {
430         unsigned long flags;
431         int i;
432         int reserved = 0;
433
434         arch_free_page(page, order);
435         if (!PageHighMem(page))
436                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
437                                                  PAGE_SIZE<<order);
438
439         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
440                 reserved += free_pages_check(page + i);
441         if (reserved)
442                 return;
443
444         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
445         local_irq_save(flags);
446         __mod_page_state(pgfree, 1 << order);
447         free_one_page(page_zone(page), page, order);
448         local_irq_restore(flags);
449 }
450
451 /*
452  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
453  */
454 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
455 {
456         if (order == 0) {
457                 __ClearPageReserved(page);
458                 set_page_count(page, 0);
459                 set_page_refcounted(page);
460                 __free_page(page);
461         } else {
462                 int loop;
463
464                 prefetchw(page);
465                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
466                         struct page *p = &page[loop];
467
468                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
469                                 prefetchw(p + 1);
470                         __ClearPageReserved(p);
471                         set_page_count(p, 0);
472                 }
473
474                 set_page_refcounted(page);
475                 __free_pages(page, order);
476         }
477 }
478
479
480 /*
481  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
482  * Please do not alter this order without good reasons and regression
483  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
484  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
485  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
486  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
487  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
488  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
489  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
490  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
491  *
492  * -- wli
493  */
494 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
495         int low, int high, struct free_area *area)
496 {
497         unsigned long size = 1 << high;
498
499         while (high > low) {
500                 area--;
501                 high--;
502                 size >>= 1;
503                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
504                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
505                 area->nr_free++;
506                 set_page_order(&page[size], high);
507         }
508 }
509
510 /*
511  * This page is about to be returned from the page allocator
512  */
513 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
514 {
515         if (unlikely(page_mapcount(page) |
516                 (page->mapping != NULL)  |
517                 (page_count(page) != 0)  |
518                 (page->flags & (
519                         1 << PG_lru     |
520                         1 << PG_private |
521                         1 << PG_locked  |
522                         1 << PG_active  |
523                         1 << PG_dirty   |
524                         1 << PG_reclaim |
525                         1 << PG_slab    |
526                         1 << PG_swapcache |
527                         1 << PG_writeback |
528                         1 << PG_reserved ))))
529                 bad_page(page);
530
531         /*
532          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
533          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
534          */
535         if (PageReserved(page))
536                 return 1;
537
538         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
539                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
540                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
541         set_page_private(page, 0);
542         set_page_refcounted(page);
543         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
544
545         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
546                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
547
548         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
549                 prep_compound_page(page, order);
550
551         return 0;
552 }
553
554 /* 
555  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
556  * Call me with the zone->lock already held.
557  */
558 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
559 {
560         struct free_area * area;
561         unsigned int current_order;
562         struct page *page;
563
564         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
565                 area = zone->free_area + current_order;
566                 if (list_empty(&area->free_list))
567                         continue;
568
569                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
570                 list_del(&page->lru);
571                 rmv_page_order(page);
572                 area->nr_free--;
573                 zone->free_pages -= 1UL << order;
574                 expand(zone, page, order, current_order, area);
575                 return page;
576         }
577
578         return NULL;
579 }
580
581 /* 
582  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
583  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
584  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
585  */
586 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
587                         unsigned long count, struct list_head *list)
588 {
589         int i;
590         
591         spin_lock(&zone->lock);
592         for (i = 0; i < count; ++i) {
593                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
594                 if (unlikely(page == NULL))
595                         break;
596                 list_add_tail(&page->lru, list);
597         }
598         spin_unlock(&zone->lock);
599         return i;
600 }
601
602 #ifdef CONFIG_NUMA
603 /*
604  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
605  * belong to the currently executing processor.
606  */
607 void drain_node_pages(int nodeid)
608 {
609         int i, z;
610         unsigned long flags;
611
612         local_irq_save(flags);
613         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
614                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
615                 struct per_cpu_pageset *pset;
616
617                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
618                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
619                         struct per_cpu_pages *pcp;
620
621                         pcp = &pset->pcp[i];
622                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
623                         pcp->count = 0;
624                 }
625         }
626         local_irq_restore(flags);
627 }
628 #endif
629
630 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
631 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
632 {
633         unsigned long flags;
634         struct zone *zone;
635         int i;
636
637         for_each_zone(zone) {
638                 struct per_cpu_pageset *pset;
639
640                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
641                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
642                         struct per_cpu_pages *pcp;
643
644                         pcp = &pset->pcp[i];
645                         local_irq_save(flags);
646                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
647                         pcp->count = 0;
648                         local_irq_restore(flags);
649                 }
650         }
651 }
652 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
653
654 #ifdef CONFIG_PM
655
656 void mark_free_pages(struct zone *zone)
657 {
658         unsigned long zone_pfn, flags;
659         int order;
660         struct list_head *curr;
661
662         if (!zone->spanned_pages)
663                 return;
664
665         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
666         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
667                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
668
669         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
670                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
671                         unsigned long start_pfn, i;
672
673                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
674
675                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
676                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
677         }
678         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
679 }
680
681 /*
682  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
683  */
684 void drain_local_pages(void)
685 {
686         unsigned long flags;
687
688         local_irq_save(flags);  
689         __drain_pages(smp_processor_id());
690         local_irq_restore(flags);       
691 }
692 #endif /* CONFIG_PM */
693
694 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z, int cpu)
695 {
696 #ifdef CONFIG_NUMA
697         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
698         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
699         struct per_cpu_pageset *p;
700
701         p = zone_pcp(z, cpu);
702         if (pg == orig) {
703                 p->numa_hit++;
704         } else {
705                 p->numa_miss++;
706                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
707         }
708         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
709                 p->local_node++;
710         else
711                 p->other_node++;
712 #endif
713 }
714
715 /*
716  * Free a 0-order page
717  */
718 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
719 {
720         struct zone *zone = page_zone(page);
721         struct per_cpu_pages *pcp;
722         unsigned long flags;
723
724         arch_free_page(page, 0);
725
726         if (PageAnon(page))
727                 page->mapping = NULL;
728         if (free_pages_check(page))
729                 return;
730
731         kernel_map_pages(page, 1, 0);
732
733         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
734         local_irq_save(flags);
735         __inc_page_state(pgfree);
736         list_add(&page->lru, &pcp->list);
737         pcp->count++;
738         if (pcp->count >= pcp->high) {
739                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
740                 pcp->count -= pcp->batch;
741         }
742         local_irq_restore(flags);
743         put_cpu();
744 }
745
746 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
747 {
748         free_hot_cold_page(page, 0);
749 }
750         
751 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
752 {
753         free_hot_cold_page(page, 1);
754 }
755
756 /*
757  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
758  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
759  * Each sub-page must be freed individually.
760  *
761  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
762  * Please consult with lkml before using this in your driver.
763  */
764 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
765 {
766         int i;
767
768         BUG_ON(PageCompound(page));
769         BUG_ON(!page_count(page));
770         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
771                 set_page_refcounted(page + i);
772 }
773
774 /*
775  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
776  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
777  * or two.
778  */
779 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
780                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
781 {
782         unsigned long flags;
783         struct page *page;
784         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
785         int cpu;
786
787 again:
788         cpu  = get_cpu();
789         if (likely(order == 0)) {
790                 struct per_cpu_pages *pcp;
791
792                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
793                 local_irq_save(flags);
794                 if (!pcp->count) {
795                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
796                                                 pcp->batch, &pcp->list);
797                         if (unlikely(!pcp->count))
798                                 goto failed;
799                 }
800                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
801                 list_del(&page->lru);
802                 pcp->count--;
803         } else {
804                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
805                 page = __rmqueue(zone, order);
806                 spin_unlock(&zone->lock);
807                 if (!page)
808                         goto failed;
809         }
810
811         __mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
812         zone_statistics(zonelist, zone, cpu);
813         local_irq_restore(flags);
814         put_cpu();
815
816         BUG_ON(bad_range(zone, page));
817         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
818                 goto again;
819         return page;
820
821 failed:
822         local_irq_restore(flags);
823         put_cpu();
824         return NULL;
825 }
826
827 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
828 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
829 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
830 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
831 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
832 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
833 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
834
835 /*
836  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
837  * of the allocation.
838  */
839 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
840                       int classzone_idx, int alloc_flags)
841 {
842         /* free_pages my go negative - that's OK */
843         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
844         int o;
845
846         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
847                 min -= min / 2;
848         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
849                 min -= min / 4;
850
851         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
852                 return 0;
853         for (o = 0; o < order; o++) {
854                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
855                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
856
857                 /* Require fewer higher order pages to be free */
858                 min >>= 1;
859
860                 if (free_pages <= min)
861                         return 0;
862         }
863         return 1;
864 }
865
866 /*
867  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
868  * a page.
869  */
870 static struct page *
871 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
872                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
873 {
874         struct zone **z = zonelist->zones;
875         struct page *page = NULL;
876         int classzone_idx = zone_idx(*z);
877
878         /*
879          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
880          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
881          */
882         do {
883                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
884                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
885                         continue;
886
887                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
888                         unsigned long mark;
889                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
890                                 mark = (*z)->pages_min;
891                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
892                                 mark = (*z)->pages_low;
893                         else
894                                 mark = (*z)->pages_high;
895                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
896                                     classzone_idx, alloc_flags))
897                                 if (!zone_reclaim_mode ||
898                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
899                                         continue;
900                 }
901
902                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
903                 if (page) {
904                         break;
905                 }
906         } while (*(++z) != NULL);
907         return page;
908 }
909
910 /*
911  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
912  */
913 struct page * fastcall
914 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
915                 struct zonelist *zonelist)
916 {
917         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
918         struct zone **z;
919         struct page *page;
920         struct reclaim_state reclaim_state;
921         struct task_struct *p = current;
922         int do_retry;
923         int alloc_flags;
924         int did_some_progress;
925
926         might_sleep_if(wait);
927
928 restart:
929         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
930
931         if (unlikely(*z == NULL)) {
932                 /* Should this ever happen?? */
933                 return NULL;
934         }
935
936         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
937                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
938         if (page)
939                 goto got_pg;
940
941         do {
942                 wakeup_kswapd(*z, order);
943         } while (*(++z));
944
945         /*
946          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
947          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
948          * to how we want to proceed.
949          *
950          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
951          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
952          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
953          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
954          */
955         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
956         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
957                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
958         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
959                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
960         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
961
962         /*
963          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
964          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
965          *
966          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
967          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
968          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
969          */
970         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
971         if (page)
972                 goto got_pg;
973
974         /* This allocation should allow future memory freeing. */
975
976         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
977                         && !in_interrupt()) {
978                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
979 nofail_alloc:
980                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
981                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
982                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
983                         if (page)
984                                 goto got_pg;
985                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
986                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
987                                 goto nofail_alloc;
988                         }
989                 }
990                 goto nopage;
991         }
992
993         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
994         if (!wait)
995                 goto nopage;
996
997 rebalance:
998         cond_resched();
999
1000         /* We now go into synchronous reclaim */
1001         cpuset_memory_pressure_bump();
1002         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1003         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1004         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1005
1006         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1007
1008         p->reclaim_state = NULL;
1009         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1010
1011         cond_resched();
1012
1013         if (likely(did_some_progress)) {
1014                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1015                                                 zonelist, alloc_flags);
1016                 if (page)
1017                         goto got_pg;
1018         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1019                 /*
1020                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1021                  * very high watermark here, this is only to catch
1022                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1023                  * under heavy pressure.
1024                  */
1025                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1026                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1027                 if (page)
1028                         goto got_pg;
1029
1030                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1031                 goto restart;
1032         }
1033
1034         /*
1035          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1036          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1037          *
1038          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1039          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1040          */
1041         do_retry = 0;
1042         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1043                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1044                         do_retry = 1;
1045                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1046                         do_retry = 1;
1047         }
1048         if (do_retry) {
1049                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1050                 goto rebalance;
1051         }
1052
1053 nopage:
1054         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1055                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1056                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1057                         p->comm, order, gfp_mask);
1058                 dump_stack();
1059                 show_mem();
1060         }
1061 got_pg:
1062         return page;
1063 }
1064
1065 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1066
1067 /*
1068  * Common helper functions.
1069  */
1070 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1071 {
1072         struct page * page;
1073         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1074         if (!page)
1075                 return 0;
1076         return (unsigned long) page_address(page);
1077 }
1078
1079 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1080
1081 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1082 {
1083         struct page * page;
1084
1085         /*
1086          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1087          * a highmem page
1088          */
1089         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1090
1091         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1092         if (page)
1093                 return (unsigned long) page_address(page);
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1098
1099 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1100 {
1101         int i = pagevec_count(pvec);
1102
1103         while (--i >= 0)
1104                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1105 }
1106
1107 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1108 {
1109         if (put_page_testzero(page)) {
1110                 if (order == 0)
1111                         free_hot_page(page);
1112                 else
1113                         __free_pages_ok(page, order);
1114         }
1115 }
1116
1117 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1118
1119 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1120 {
1121         if (addr != 0) {
1122                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1123                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1124         }
1125 }
1126
1127 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1128
1129 /*
1130  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1131  */
1132 unsigned int nr_free_pages(void)
1133 {
1134         unsigned int sum = 0;
1135         struct zone *zone;
1136
1137         for_each_zone(zone)
1138                 sum += zone->free_pages;
1139
1140         return sum;
1141 }
1142
1143 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1144
1145 #ifdef CONFIG_NUMA
1146 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1147 {
1148         unsigned int i, sum = 0;
1149
1150         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1151                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1152
1153         return sum;
1154 }
1155 #endif
1156
1157 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1158 {
1159         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1160         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1161         unsigned int sum = 0;
1162
1163         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1164         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1165         struct zone *zone;
1166
1167         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1168                 unsigned long size = zone->present_pages;
1169                 unsigned long high = zone->pages_high;
1170                 if (size > high)
1171                         sum += size - high;
1172         }
1173
1174         return sum;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1179  */
1180 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1181 {
1182         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1187  */
1188 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1189 {
1190         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1194 unsigned int nr_free_highpages (void)
1195 {
1196         pg_data_t *pgdat;
1197         unsigned int pages = 0;
1198
1199         for_each_pgdat(pgdat)
1200                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1201
1202         return pages;
1203 }
1204 #endif
1205
1206 #ifdef CONFIG_NUMA
1207 static void show_node(struct zone *zone)
1208 {
1209         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1210 }
1211 #else
1212 #define show_node(zone) do { } while (0)
1213 #endif
1214
1215 /*
1216  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1217  * The result is unavoidably approximate - it can change
1218  * during and after execution of this function.
1219  */
1220 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1221
1222 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1223 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1224 #ifdef CONFIG_SMP
1225 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1226 #endif
1227
1228 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1229 {
1230         unsigned cpu;
1231
1232         memset(ret, 0, nr * sizeof(unsigned long));
1233         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1234
1235         for_each_cpu_mask(cpu, *cpumask) {
1236                 unsigned long *in;
1237                 unsigned long *out;
1238                 unsigned off;
1239                 unsigned next_cpu;
1240
1241                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1242
1243                 next_cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1244                 if (likely(next_cpu < NR_CPUS))
1245                         prefetch(&per_cpu(page_states, next_cpu));
1246
1247                 out = (unsigned long *)ret;
1248                 for (off = 0; off < nr; off++)
1249                         *out++ += *in++;
1250         }
1251 }
1252
1253 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1254 {
1255         int nr;
1256         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1257
1258         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1259         nr /= sizeof(unsigned long);
1260
1261         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1262 }
1263
1264 void get_page_state(struct page_state *ret)
1265 {
1266         int nr;
1267         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1268
1269         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1270         nr /= sizeof(unsigned long);
1271
1272         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1273 }
1274
1275 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1276 {
1277         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1278
1279         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1280 }
1281
1282 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1283 {
1284         unsigned long ret = 0;
1285         int cpu;
1286
1287         for_each_online_cpu(cpu) {
1288                 unsigned long in;
1289
1290                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1291                 ret += *((unsigned long *)in);
1292         }
1293         return ret;
1294 }
1295
1296 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1297 {
1298         void *ptr;
1299
1300         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1301         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1302 }
1303 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1304
1305 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1306 {
1307         unsigned long flags;
1308         void *ptr;
1309
1310         local_irq_save(flags);
1311         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1312         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1313         local_irq_restore(flags);
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1316
1317 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1318                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1319 {
1320         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1321         int i;
1322
1323         *active = 0;
1324         *inactive = 0;
1325         *free = 0;
1326         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1327                 *active += zones[i].nr_active;
1328                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1329                 *free += zones[i].free_pages;
1330         }
1331 }
1332
1333 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1334                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1335 {
1336         struct pglist_data *pgdat;
1337
1338         *active = 0;
1339         *inactive = 0;
1340         *free = 0;
1341         for_each_pgdat(pgdat) {
1342                 unsigned long l, m, n;
1343                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1344                 *active += l;
1345                 *inactive += m;
1346                 *free += n;
1347         }
1348 }
1349
1350 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1351 {
1352         val->totalram = totalram_pages;
1353         val->sharedram = 0;
1354         val->freeram = nr_free_pages();
1355         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1356 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1357         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1358         val->freehigh = nr_free_highpages();
1359 #else
1360         val->totalhigh = 0;
1361         val->freehigh = 0;
1362 #endif
1363         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1364 }
1365
1366 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1367
1368 #ifdef CONFIG_NUMA
1369 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1370 {
1371         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1372
1373         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1374         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1375         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1376         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1377         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1378 }
1379 #endif
1380
1381 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1382
1383 /*
1384  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1385  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1386  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1387  */
1388 void show_free_areas(void)
1389 {
1390         struct page_state ps;
1391         int cpu, temperature;
1392         unsigned long active;
1393         unsigned long inactive;
1394         unsigned long free;
1395         struct zone *zone;
1396
1397         for_each_zone(zone) {
1398                 show_node(zone);
1399                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1400
1401                 if (!populated_zone(zone)) {
1402                         printk(" empty\n");
1403                         continue;
1404                 } else
1405                         printk("\n");
1406
1407                 for_each_online_cpu(cpu) {
1408                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1409
1410                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1411
1412                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1413                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1414                                         cpu,
1415                                         temperature ? "cold" : "hot",
1416                                         pageset->pcp[temperature].high,
1417                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1418                                         pageset->pcp[temperature].count);
1419                 }
1420         }
1421
1422         get_page_state(&ps);
1423         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1424
1425         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1426                 K(nr_free_pages()),
1427                 K(nr_free_highpages()));
1428
1429         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1430                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1431                 active,
1432                 inactive,
1433                 ps.nr_dirty,
1434                 ps.nr_writeback,
1435                 ps.nr_unstable,
1436                 nr_free_pages(),
1437                 ps.nr_slab,
1438                 ps.nr_mapped,
1439                 ps.nr_page_table_pages);
1440
1441         for_each_zone(zone) {
1442                 int i;
1443
1444                 show_node(zone);
1445                 printk("%s"
1446                         " free:%lukB"
1447                         " min:%lukB"
1448                         " low:%lukB"
1449                         " high:%lukB"
1450                         " active:%lukB"
1451                         " inactive:%lukB"
1452                         " present:%lukB"
1453                         " pages_scanned:%lu"
1454                         " all_unreclaimable? %s"
1455                         "\n",
1456                         zone->name,
1457                         K(zone->free_pages),
1458                         K(zone->pages_min),
1459                         K(zone->pages_low),
1460                         K(zone->pages_high),
1461                         K(zone->nr_active),
1462                         K(zone->nr_inactive),
1463                         K(zone->present_pages),
1464                         zone->pages_scanned,
1465                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1466                         );
1467                 printk("lowmem_reserve[]:");
1468                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1469                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1470                 printk("\n");
1471         }
1472
1473         for_each_zone(zone) {
1474                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1475
1476                 show_node(zone);
1477                 printk("%s: ", zone->name);
1478                 if (!populated_zone(zone)) {
1479                         printk("empty\n");
1480                         continue;
1481                 }
1482
1483                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1484                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1485                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1486                         total += nr << order;
1487                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1488                 }
1489                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1490                 printk("= %lukB\n", K(total));
1491         }
1492
1493         show_swap_cache_info();
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Builds allocation fallback zone lists.
1498  *
1499  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1500  */
1501 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1502                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1503 {
1504         struct zone *zone;
1505
1506         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1507
1508         do {
1509                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1510                 if (populated_zone(zone)) {
1511 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1512                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1513 #endif
1514                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1515                         check_highest_zone(zone_type);
1516                 }
1517                 zone_type--;
1518
1519         } while (zone_type >= 0);
1520         return nr_zones;
1521 }
1522
1523 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1524 {
1525         int res = ZONE_NORMAL;
1526         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1527                 res = ZONE_HIGHMEM;
1528         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1529                 res = ZONE_DMA32;
1530         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1531                 res = ZONE_DMA;
1532         return res;
1533 }
1534
1535 #ifdef CONFIG_NUMA
1536 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1537 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1538 /**
1539  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1540  * @node: node whose fallback list we're appending
1541  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1542  *
1543  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1544  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1545  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1546  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1547  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1548  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1549  * on them otherwise.
1550  * It returns -1 if no node is found.
1551  */
1552 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1553 {
1554         int n, val;
1555         int min_val = INT_MAX;
1556         int best_node = -1;
1557
1558         /* Use the local node if we haven't already */
1559         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1560                 node_set(node, *used_node_mask);
1561                 return node;
1562         }
1563
1564         for_each_online_node(n) {
1565                 cpumask_t tmp;
1566
1567                 /* Don't want a node to appear more than once */
1568                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1569                         continue;
1570
1571                 /* Use the distance array to find the distance */
1572                 val = node_distance(node, n);
1573
1574                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1575                 val += (n < node);
1576
1577                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1578                 tmp = node_to_cpumask(n);
1579                 if (!cpus_empty(tmp))
1580                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1581
1582                 /* Slight preference for less loaded node */
1583                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1584                 val += node_load[n];
1585
1586                 if (val < min_val) {
1587                         min_val = val;
1588                         best_node = n;
1589                 }
1590         }
1591
1592         if (best_node >= 0)
1593                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1594
1595         return best_node;
1596 }
1597
1598 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1599 {
1600         int i, j, k, node, local_node;
1601         int prev_node, load;
1602         struct zonelist *zonelist;
1603         nodemask_t used_mask;
1604
1605         /* initialize zonelists */
1606         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1607                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1608                 zonelist->zones[0] = NULL;
1609         }
1610
1611         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1612         local_node = pgdat->node_id;
1613         load = num_online_nodes();
1614         prev_node = local_node;
1615         nodes_clear(used_mask);
1616         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1617                 int distance = node_distance(local_node, node);
1618
1619                 /*
1620                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1621                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1622                  */
1623                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1624                         zone_reclaim_mode = 1;
1625
1626                 /*
1627                  * We don't want to pressure a particular node.
1628                  * So adding penalty to the first node in same
1629                  * distance group to make it round-robin.
1630                  */
1631
1632                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1633                         node_load[node] += load;
1634                 prev_node = node;
1635                 load--;
1636                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1637                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1638                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1639
1640                         k = highest_zone(i);
1641
1642                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1643                         zonelist->zones[j] = NULL;
1644                 }
1645         }
1646 }
1647
1648 #else   /* CONFIG_NUMA */
1649
1650 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1651 {
1652         int i, j, k, node, local_node;
1653
1654         local_node = pgdat->node_id;
1655         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1656                 struct zonelist *zonelist;
1657
1658                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1659
1660                 j = 0;
1661                 k = highest_zone(i);
1662                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1663                 /*
1664                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1665                  * of all the other nodes.
1666                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1667                  * building the zones for node N, we make sure that the
1668                  * zones coming right after the local ones are those from
1669                  * node N+1 (modulo N)
1670                  */
1671                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1672                         if (!node_online(node))
1673                                 continue;
1674                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1675                 }
1676                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1677                         if (!node_online(node))
1678                                 continue;
1679                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1680                 }
1681
1682                 zonelist->zones[j] = NULL;
1683         }
1684 }
1685
1686 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1687
1688 void __init build_all_zonelists(void)
1689 {
1690         int i;
1691
1692         for_each_online_node(i)
1693                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1694         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1695         cpuset_init_current_mems_allowed();
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1700  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1701  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1702  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1703  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1704  * conservative, even though it seems large.
1705  *
1706  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1707  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1708  */
1709 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1710
1711 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1712 {
1713         unsigned long size = 1;
1714
1715         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1716
1717         while (size < pages)
1718                 size <<= 1;
1719
1720         /*
1721          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1722          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1723          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1724          */
1725         size = min(size, 4096UL);
1726
1727         return max(size, 4UL);
1728 }
1729
1730 /*
1731  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1732  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1733  * hash function before the remainder is taken.
1734  */
1735 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1736 {
1737         return ffz(~size);
1738 }
1739
1740 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1741
1742 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1743                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1744 {
1745         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1746         int i;
1747
1748         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1749                 totalpages += zones_size[i];
1750         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1751
1752         realtotalpages = totalpages;
1753         if (zholes_size)
1754                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1755                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1756         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1757         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1758 }
1759
1760
1761 /*
1762  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1763  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1764  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1765  */
1766 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1767                 unsigned long start_pfn)
1768 {
1769         struct page *page;
1770         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1771         unsigned long pfn;
1772
1773         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1774                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1775                         continue;
1776                 page = pfn_to_page(pfn);
1777                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1778                 init_page_count(page);
1779                 reset_page_mapcount(page);
1780                 SetPageReserved(page);
1781                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1782 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1783                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1784                 if (!is_highmem_idx(zone))
1785                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1786 #endif
1787         }
1788 }
1789
1790 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1791                                 unsigned long size)
1792 {
1793         int order;
1794         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1795                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1796                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1797         }
1798 }
1799
1800 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1801 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1802                 unsigned long size)
1803 {
1804         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1805         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1806
1807         if (FLAGS_HAS_NODE)
1808                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1809         else
1810                 for (; snum <= end; snum++)
1811                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1812 }
1813
1814 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1815 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1816         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1817 #endif
1818
1819 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1820 {
1821         int batch;
1822
1823         /*
1824          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1825          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1826          *
1827          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1828          */
1829         batch = zone->present_pages / 1024;
1830         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1831                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1832         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1833         if (batch < 1)
1834                 batch = 1;
1835
1836         /*
1837          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1838          * of 2 value was found to be more likely to have
1839          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1840          *
1841          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1842          * batches of pages, one task can end up with a lot
1843          * of pages of one half of the possible page colors
1844          * and the other with pages of the other colors.
1845          */
1846         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1847
1848         return batch;
1849 }
1850
1851 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1852 {
1853         struct per_cpu_pages *pcp;
1854
1855         memset(p, 0, sizeof(*p));
1856
1857         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1858         pcp->count = 0;
1859         pcp->high = 6 * batch;
1860         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1861         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1862
1863         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1864         pcp->count = 0;
1865         pcp->high = 2 * batch;
1866         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1867         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1868 }
1869
1870 /*
1871  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1872  * to the value high for the pageset p.
1873  */
1874
1875 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1876                                 unsigned long high)
1877 {
1878         struct per_cpu_pages *pcp;
1879
1880         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1881         pcp->high = high;
1882         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1883         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1884                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1885 }
1886
1887
1888 #ifdef CONFIG_NUMA
1889 /*
1890  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1891  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1892  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1893  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1894  * with interrupts disabled.
1895  *
1896  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1897  *
1898  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1899  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1900  * hotplugged processors.
1901  *
1902  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1903  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1904  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1905  */
1906 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1907
1908 /*
1909  * Dynamically allocate memory for the
1910  * per cpu pageset array in struct zone.
1911  */
1912 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1913 {
1914         struct zone *zone, *dzone;
1915
1916         for_each_zone(zone) {
1917
1918                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1919                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1920                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1921                         goto bad;
1922
1923                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1924
1925                 if (percpu_pagelist_fraction)
1926                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1927                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1928         }
1929
1930         return 0;
1931 bad:
1932         for_each_zone(dzone) {
1933                 if (dzone == zone)
1934                         break;
1935                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1936                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1937         }
1938         return -ENOMEM;
1939 }
1940
1941 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1942 {
1943         struct zone *zone;
1944
1945         for_each_zone(zone) {
1946                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1947
1948                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1949                 kfree(pset);
1950         }
1951 }
1952
1953 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1954                 unsigned long action,
1955                 void *hcpu)
1956 {
1957         int cpu = (long)hcpu;
1958         int ret = NOTIFY_OK;
1959
1960         switch (action) {
1961                 case CPU_UP_PREPARE:
1962                         if (process_zones(cpu))
1963                                 ret = NOTIFY_BAD;
1964                         break;
1965                 case CPU_UP_CANCELED:
1966                 case CPU_DEAD:
1967                         free_zone_pagesets(cpu);
1968                         break;
1969                 default:
1970                         break;
1971         }
1972         return ret;
1973 }
1974
1975 static struct notifier_block pageset_notifier =
1976         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1977
1978 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1979 {
1980         int err;
1981
1982         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1983          * A cpuup callback will do this for every cpu
1984          * as it comes online
1985          */
1986         err = process_zones(smp_processor_id());
1987         BUG_ON(err);
1988         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1989 }
1990
1991 #endif
1992
1993 static __meminit
1994 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1995 {
1996         int i;
1997         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1998
1999         /*
2000          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2001          * per zone.
2002          */
2003         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
2004         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
2005         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2006                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
2007                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
2008
2009         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
2010                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2011 }
2012
2013 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2014 {
2015         int cpu;
2016         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2017
2018         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2019 #ifdef CONFIG_NUMA
2020                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2021                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2022                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2023 #else
2024                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2025 #endif
2026         }
2027         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2028                 zone->name, zone->present_pages, batch);
2029 }
2030
2031 static __meminit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2032                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
2033 {
2034         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2035
2036         zone_wait_table_init(zone, size);
2037         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2038
2039         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
2040         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2041
2042         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2043
2044         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2045 }
2046
2047 /*
2048  * Set up the zone data structures:
2049  *   - mark all pages reserved
2050  *   - mark all memory queues empty
2051  *   - clear the memory bitmaps
2052  */
2053 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2054                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2055 {
2056         unsigned long j;
2057         int nid = pgdat->node_id;
2058         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2059
2060         pgdat_resize_init(pgdat);
2061         pgdat->nr_zones = 0;
2062         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2063         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2064         
2065         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2066                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2067                 unsigned long size, realsize;
2068
2069                 realsize = size = zones_size[j];
2070                 if (zholes_size)
2071                         realsize -= zholes_size[j];
2072
2073                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2074                         nr_kernel_pages += realsize;
2075                 nr_all_pages += realsize;
2076
2077                 zone->spanned_pages = size;
2078                 zone->present_pages = realsize;
2079                 zone->name = zone_names[j];
2080                 spin_lock_init(&zone->lock);
2081                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2082                 zone_seqlock_init(zone);
2083                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2084                 zone->free_pages = 0;
2085
2086                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2087
2088                 zone_pcp_init(zone);
2089                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2090                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2091                 zone->nr_scan_active = 0;
2092                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2093                 zone->nr_active = 0;
2094                 zone->nr_inactive = 0;
2095                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2096                 if (!size)
2097                         continue;
2098
2099                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2100                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2101                 zone_start_pfn += size;
2102         }
2103 }
2104
2105 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2106 {
2107         /* Skip empty nodes */
2108         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2109                 return;
2110
2111 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2112         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2113         if (!pgdat->node_mem_map) {
2114                 unsigned long size;
2115                 struct page *map;
2116
2117                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2118                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2119                 if (!map)
2120                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2121                 pgdat->node_mem_map = map;
2122         }
2123 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2124         /*
2125          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2126          */
2127         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2128                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2129 #endif
2130 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2131 }
2132
2133 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2134                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2135                 unsigned long *zholes_size)
2136 {
2137         pgdat->node_id = nid;
2138         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2139         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2140
2141         alloc_node_mem_map(pgdat);
2142
2143         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2144 }
2145
2146 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2147 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2148 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2149
2150 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2151 #endif
2152
2153 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2154 {
2155         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2156                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2157 }
2158
2159 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2160
2161 #include <linux/seq_file.h>
2162
2163 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2164 {
2165         pg_data_t *pgdat;
2166         loff_t node = *pos;
2167
2168         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2169                 --node;
2170
2171         return pgdat;
2172 }
2173
2174 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2175 {
2176         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2177
2178         (*pos)++;
2179         return pgdat->pgdat_next;
2180 }
2181
2182 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2183 {
2184 }
2185
2186 /* 
2187  * This walks the free areas for each zone.
2188  */
2189 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2190 {
2191         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2192         struct zone *zone;
2193         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2194         unsigned long flags;
2195         int order;
2196
2197         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2198                 if (!populated_zone(zone))
2199                         continue;
2200
2201                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2202                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2203                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2204                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2205                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2206                 seq_putc(m, '\n');
2207         }
2208         return 0;
2209 }
2210
2211 struct seq_operations fragmentation_op = {
2212         .start  = frag_start,
2213         .next   = frag_next,
2214         .stop   = frag_stop,
2215         .show   = frag_show,
2216 };
2217
2218 /*
2219  * Output information about zones in @pgdat.
2220  */
2221 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2222 {
2223         pg_data_t *pgdat = arg;
2224         struct zone *zone;
2225         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2226         unsigned long flags;
2227
2228         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2229                 int i;
2230
2231                 if (!populated_zone(zone))
2232                         continue;
2233
2234                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2235                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2236                 seq_printf(m,
2237                            "\n  pages free     %lu"
2238                            "\n        min      %lu"
2239                            "\n        low      %lu"
2240                            "\n        high     %lu"
2241                            "\n        active   %lu"
2242                            "\n        inactive %lu"
2243                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2244                            "\n        spanned  %lu"
2245                            "\n        present  %lu",
2246                            zone->free_pages,
2247                            zone->pages_min,
2248                            zone->pages_low,
2249                            zone->pages_high,
2250                            zone->nr_active,
2251                            zone->nr_inactive,
2252                            zone->pages_scanned,
2253                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2254                            zone->spanned_pages,
2255                            zone->present_pages);
2256                 seq_printf(m,
2257                            "\n        protection: (%lu",
2258                            zone->lowmem_reserve[0]);
2259                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2260                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2261                 seq_printf(m,
2262                            ")"
2263                            "\n  pagesets");
2264                 for_each_online_cpu(i) {
2265                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2266                         int j;
2267
2268                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2269                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2270                                 if (pageset->pcp[j].count)
2271                                         break;
2272                         }
2273                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2274                                 continue;
2275                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2276                                 seq_printf(m,
2277                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2278                                            "\n              count: %i"
2279                                            "\n              high:  %i"
2280                                            "\n              batch: %i",
2281                                            i, j,
2282                                            pageset->pcp[j].count,
2283                                            pageset->pcp[j].high,
2284                                            pageset->pcp[j].batch);
2285                         }
2286 #ifdef CONFIG_NUMA
2287                         seq_printf(m,
2288                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2289                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2290                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2291                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2292                                    "\n            local_node:     %lu"
2293                                    "\n            other_node:     %lu",
2294                                    pageset->numa_hit,
2295                                    pageset->numa_miss,
2296                                    pageset->numa_foreign,
2297                                    pageset->interleave_hit,
2298                                    pageset->local_node,
2299                                    pageset->other_node);
2300 #endif
2301                 }
2302                 seq_printf(m,
2303                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2304                            "\n  prev_priority:     %i"
2305                            "\n  temp_priority:     %i"
2306                            "\n  start_pfn:         %lu",
2307                            zone->all_unreclaimable,
2308                            zone->prev_priority,
2309                            zone->temp_priority,
2310                            zone->zone_start_pfn);
2311                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2312                 seq_putc(m, '\n');
2313         }
2314         return 0;
2315 }
2316
2317 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2318         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2319                                * fragmentation. */
2320         .next   = frag_next,
2321         .stop   = frag_stop,
2322         .show   = zoneinfo_show,
2323 };
2324
2325 static char *vmstat_text[] = {
2326         "nr_dirty",
2327         "nr_writeback",
2328         "nr_unstable",
2329         "nr_page_table_pages",
2330         "nr_mapped",
2331         "nr_slab",
2332
2333         "pgpgin",
2334         "pgpgout",
2335         "pswpin",
2336         "pswpout",
2337
2338         "pgalloc_high",
2339         "pgalloc_normal",
2340         "pgalloc_dma32",
2341         "pgalloc_dma",
2342
2343         "pgfree",
2344         "pgactivate",
2345         "pgdeactivate",
2346
2347         "pgfault",
2348         "pgmajfault",
2349
2350         "pgrefill_high",
2351         "pgrefill_normal",
2352         "pgrefill_dma32",
2353         "pgrefill_dma",
2354
2355         "pgsteal_high",
2356         "pgsteal_normal",
2357         "pgsteal_dma32",
2358         "pgsteal_dma",
2359
2360         "pgscan_kswapd_high",
2361         "pgscan_kswapd_normal",
2362         "pgscan_kswapd_dma32",
2363         "pgscan_kswapd_dma",
2364
2365         "pgscan_direct_high",
2366         "pgscan_direct_normal",
2367         "pgscan_direct_dma32",
2368         "pgscan_direct_dma",
2369
2370         "pginodesteal",
2371         "slabs_scanned",
2372         "kswapd_steal",
2373         "kswapd_inodesteal",
2374         "pageoutrun",
2375         "allocstall",
2376
2377         "pgrotated",
2378         "nr_bounce",
2379 };
2380
2381 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2382 {
2383         struct page_state *ps;
2384
2385         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2386                 return NULL;
2387
2388         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2389         m->private = ps;
2390         if (!ps)
2391                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2392         get_full_page_state(ps);
2393         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2394         ps->pgpgout /= 2;
2395         return (unsigned long *)ps + *pos;
2396 }
2397
2398 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2399 {
2400         (*pos)++;
2401         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2402                 return NULL;
2403         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2404 }
2405
2406 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2407 {
2408         unsigned long *l = arg;
2409         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2410
2411         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2412         return 0;
2413 }
2414
2415 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2416 {
2417         kfree(m->private);
2418         m->private = NULL;
2419 }
2420
2421 struct seq_operations vmstat_op = {
2422         .start  = vmstat_start,
2423         .next   = vmstat_next,
2424         .stop   = vmstat_stop,
2425         .show   = vmstat_show,
2426 };
2427
2428 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2429
2430 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2431 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2432                                  unsigned long action, void *hcpu)
2433 {
2434         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2435         long *count;
2436         unsigned long *src, *dest;
2437
2438         if (action == CPU_DEAD) {
2439                 int i;
2440
2441                 /* Drain local pagecache count. */
2442                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2443                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2444                 *count = 0;
2445                 local_irq_disable();
2446                 __drain_pages(cpu);
2447
2448                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2449                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2450                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2451
2452                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2453                                 i++) {
2454                         dest[i] += src[i];
2455                         src[i] = 0;
2456                 }
2457
2458                 local_irq_enable();
2459         }
2460         return NOTIFY_OK;
2461 }
2462 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2463
2464 void __init page_alloc_init(void)
2465 {
2466         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2467 }
2468
2469 /*
2470  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2471  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2472  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2473  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2474  */
2475 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2476 {
2477         struct pglist_data *pgdat;
2478         int j, idx;
2479
2480         for_each_pgdat(pgdat) {
2481                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2482                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2483                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2484
2485                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2486
2487                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2488                                 struct zone *lower_zone;
2489
2490                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2491                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2492
2493                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2494                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2495                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2496                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2497                         }
2498                 }
2499         }
2500 }
2501
2502 /*
2503  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2504  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2505  *      with respect to min_free_kbytes.
2506  */
2507 void setup_per_zone_pages_min(void)
2508 {
2509         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2510         unsigned long lowmem_pages = 0;
2511         struct zone *zone;
2512         unsigned long flags;
2513
2514         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2515         for_each_zone(zone) {
2516                 if (!is_highmem(zone))
2517                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2518         }
2519
2520         for_each_zone(zone) {
2521                 unsigned long tmp;
2522                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2523                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2524                 if (is_highmem(zone)) {
2525                         /*
2526                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2527                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2528                          * value here.
2529                          *
2530                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2531                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2532                          * not be capped for highmem.
2533                          */
2534                         int min_pages;
2535
2536                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2537                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2538                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2539                         if (min_pages > 128)
2540                                 min_pages = 128;
2541                         zone->pages_min = min_pages;
2542                 } else {
2543                         /*
2544                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2545                          * proportionate to the zone's size.
2546                          */
2547                         zone->pages_min = tmp;
2548                 }
2549
2550                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2551                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2552                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2553         }
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Initialise min_free_kbytes.
2558  *
2559  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2560  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2561  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2562  *
2563  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2564  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2565  *
2566  * which yields
2567  *
2568  * 16MB:        512k
2569  * 32MB:        724k
2570  * 64MB:        1024k
2571  * 128MB:       1448k
2572  * 256MB:       2048k
2573  * 512MB:       2896k
2574  * 1024MB:      4096k
2575  * 2048MB:      5792k
2576  * 4096MB:      8192k
2577  * 8192MB:      11584k
2578  * 16384MB:     16384k
2579  */
2580 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2581 {
2582         unsigned long lowmem_kbytes;
2583
2584         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2585
2586         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2587         if (min_free_kbytes < 128)
2588                 min_free_kbytes = 128;
2589         if (min_free_kbytes > 65536)
2590                 min_free_kbytes = 65536;
2591         setup_per_zone_pages_min();
2592         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2593         return 0;
2594 }
2595 module_init(init_per_zone_pages_min)
2596
2597 /*
2598  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2599  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2600  *      changes.
2601  */
2602 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2603         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2604 {
2605         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2606         setup_per_zone_pages_min();
2607         return 0;
2608 }
2609
2610 /*
2611  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2612  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2613  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2614  *
2615  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2616  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2617  * if in function of the boot time zone sizes.
2618  */
2619 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2620         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2621 {
2622         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2623         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2624         return 0;
2625 }
2626
2627 /*
2628  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2629  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2630  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2631  */
2632
2633 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2634         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2635 {
2636         struct zone *zone;
2637         unsigned int cpu;
2638         int ret;
2639
2640         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2641         if (!write || (ret == -EINVAL))
2642                 return ret;
2643         for_each_zone(zone) {
2644                 for_each_online_cpu(cpu) {
2645                         unsigned long  high;
2646                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2647                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2648                 }
2649         }
2650         return 0;
2651 }
2652
2653 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2654
2655 #ifdef CONFIG_NUMA
2656 static int __init set_hashdist(char *str)
2657 {
2658         if (!str)
2659                 return 0;
2660         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2661         return 1;
2662 }
2663 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2664 #endif
2665
2666 /*
2667  * allocate a large system hash table from bootmem
2668  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2669  *   quantity of entries
2670  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2671  */
2672 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2673                                      unsigned long bucketsize,
2674                                      unsigned long numentries,
2675                                      int scale,
2676                                      int flags,
2677                                      unsigned int *_hash_shift,
2678                                      unsigned int *_hash_mask,
2679                                      unsigned long limit)
2680 {
2681         unsigned long long max = limit;
2682         unsigned long log2qty, size;
2683         void *table = NULL;
2684
2685         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2686         if (!numentries) {
2687                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2688                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2689                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2690                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2691                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2692
2693                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2694                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2695                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2696                 else
2697                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2698         }
2699         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2700         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2701
2702         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2703         if (max == 0) {
2704                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2705                 do_div(max, bucketsize);
2706         }
2707
2708         if (numentries > max)
2709                 numentries = max;
2710
2711         log2qty = long_log2(numentries);
2712
2713         do {
2714                 size = bucketsize << log2qty;
2715                 if (flags & HASH_EARLY)
2716                         table = alloc_bootmem(size);
2717                 else if (hashdist)
2718                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2719                 else {
2720                         unsigned long order;
2721                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2722                                 ;
2723                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2724                 }
2725         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2726
2727         if (!table)
2728                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2729
2730         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2731                tablename,
2732                (1U << log2qty),
2733                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2734                size);
2735
2736         if (_hash_shift)
2737                 *_hash_shift = log2qty;
2738         if (_hash_mask)
2739                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2740
2741         return table;
2742 }