]> err.no Git - linux-2.6/blob - mm/page_alloc.c
[PATCH] mempolicies: fix policy_zone check
[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/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include <asm/div64.h>
43 #include "internal.h"
44
45 /*
46  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
47  * initializer cleaner
48  */
49 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
50 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
51 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
52 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalreserve_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] = {
72          256,
73 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
74          256,
75 #endif
76 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
77          32
78 #endif
79 };
80
81 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
82
83 /*
84  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
85  * id is encoded in the upper bits of page->flags
86  */
87 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
88 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
89
90 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
91          "DMA",
92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
93          "DMA32",
94 #endif
95          "Normal",
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97          "HighMem"
98 #endif
99 };
100
101 int min_free_kbytes = 1024;
102
103 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
104 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
105
106 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
107 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
108 {
109         int ret = 0;
110         unsigned seq;
111         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
112
113         do {
114                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
115                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
116                         ret = 1;
117                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
118                         ret = 1;
119         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
120
121         return ret;
122 }
123
124 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
125 {
126 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
127         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
128                 return 0;
129 #endif
130         if (zone != page_zone(page))
131                 return 0;
132
133         return 1;
134 }
135 /*
136  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
137  */
138 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
139 {
140         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
141                 return 1;
142         if (!page_is_consistent(zone, page))
143                 return 1;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
149 {
150         return 0;
151 }
152 #endif
153
154 static void bad_page(struct page *page)
155 {
156         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
157                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
158                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
159                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
160                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
161                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
162                 page_mapcount(page), page_count(page));
163         dump_stack();
164         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
165                         1 << PG_private |
166                         1 << PG_locked  |
167                         1 << PG_active  |
168                         1 << PG_dirty   |
169                         1 << PG_reclaim |
170                         1 << PG_slab    |
171                         1 << PG_swapcache |
172                         1 << PG_writeback |
173                         1 << PG_buddy );
174         set_page_count(page, 0);
175         reset_page_mapcount(page);
176         page->mapping = NULL;
177         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
178 }
179
180 /*
181  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
182  *
183  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
184  *
185  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
186  *
187  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
188  * the head page (even the head page has this).
189  *
190  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
191  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
192  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
193  */
194
195 static void free_compound_page(struct page *page)
196 {
197         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
198 }
199
200 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
201 {
202         int i;
203         int nr_pages = 1 << order;
204
205         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
206         page[1].lru.prev = (void *)order;
207         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
208                 struct page *p = page + i;
209
210                 __SetPageCompound(p);
211                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
212         }
213 }
214
215 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
216 {
217         int i;
218         int nr_pages = 1 << order;
219
220         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
221                 bad_page(page);
222
223         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
224                 struct page *p = page + i;
225
226                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
227                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
228                         bad_page(page);
229                 __ClearPageCompound(p);
230         }
231 }
232
233 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
234 {
235         int i;
236
237         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
238         /*
239          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
240          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
241          */
242         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
243         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
244                 clear_highpage(page + i);
245 }
246
247 /*
248  * function for dealing with page's order in buddy system.
249  * zone->lock is already acquired when we use these.
250  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
251  */
252 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
253 {
254         return page_private(page);
255 }
256
257 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
258 {
259         set_page_private(page, order);
260         __SetPageBuddy(page);
261 }
262
263 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
264 {
265         __ClearPageBuddy(page);
266         set_page_private(page, 0);
267 }
268
269 /*
270  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
271  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
272  *
273  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
274  * the following equation:
275  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
276  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
277  * 1 buddy is #10:
278  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
279  *
280  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
281  * satisfies the following equation:
282  *     P = B & ~(1 << O)
283  *
284  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
285  */
286 static inline struct page *
287 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
288 {
289         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
290
291         return page + (buddy_idx - page_idx);
292 }
293
294 static inline unsigned long
295 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
296 {
297         return (page_idx & ~(1 << order));
298 }
299
300 /*
301  * This function checks whether a page is free && is the buddy
302  * we can do coalesce a page and its buddy if
303  * (a) the buddy is not in a hole &&
304  * (b) the buddy is in the buddy system &&
305  * (c) a page and its buddy have the same order &&
306  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
307  *
308  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
309  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
310  *
311  * For recording page's order, we use page_private(page).
312  */
313 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
314                                                                 int order)
315 {
316 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
317         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
318                 return 0;
319 #endif
320
321         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
322                 return 0;
323
324         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
325                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
326                 return 1;
327         }
328         return 0;
329 }
330
331 /*
332  * Freeing function for a buddy system allocator.
333  *
334  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
335  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
336  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
337  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
338  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
339  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
340  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
341  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
342  * parts of the VM system.
343  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
344  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
345  * order is recorded in page_private(page) field.
346  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
347  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
348  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
349  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
350  * triggers coalescing into a block of larger size.            
351  *
352  * -- wli
353  */
354
355 static inline void __free_one_page(struct page *page,
356                 struct zone *zone, unsigned int order)
357 {
358         unsigned long page_idx;
359         int order_size = 1 << order;
360
361         if (unlikely(PageCompound(page)))
362                 destroy_compound_page(page, order);
363
364         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
365
366         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
367         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
368
369         zone->free_pages += order_size;
370         while (order < MAX_ORDER-1) {
371                 unsigned long combined_idx;
372                 struct free_area *area;
373                 struct page *buddy;
374
375                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
376                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
377                         break;          /* Move the buddy up one level. */
378
379                 list_del(&buddy->lru);
380                 area = zone->free_area + order;
381                 area->nr_free--;
382                 rmv_page_order(buddy);
383                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
384                 page = page + (combined_idx - page_idx);
385                 page_idx = combined_idx;
386                 order++;
387         }
388         set_page_order(page, order);
389         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
390         zone->free_area[order].nr_free++;
391 }
392
393 static inline int free_pages_check(struct page *page)
394 {
395         if (unlikely(page_mapcount(page) |
396                 (page->mapping != NULL)  |
397                 (page_count(page) != 0)  |
398                 (page->flags & (
399                         1 << PG_lru     |
400                         1 << PG_private |
401                         1 << PG_locked  |
402                         1 << PG_active  |
403                         1 << PG_reclaim |
404                         1 << PG_slab    |
405                         1 << PG_swapcache |
406                         1 << PG_writeback |
407                         1 << PG_reserved |
408                         1 << PG_buddy ))))
409                 bad_page(page);
410         if (PageDirty(page))
411                 __ClearPageDirty(page);
412         /*
413          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
414          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
415          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
416          */
417         return PageReserved(page);
418 }
419
420 /*
421  * Frees a list of pages. 
422  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
423  * count is the number of pages to free.
424  *
425  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
426  * see if this freeing clears that state.
427  *
428  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
429  * pinned" detection logic.
430  */
431 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
432                                         struct list_head *list, int order)
433 {
434         spin_lock(&zone->lock);
435         zone->all_unreclaimable = 0;
436         zone->pages_scanned = 0;
437         while (count--) {
438                 struct page *page;
439
440                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
441                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
442                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
443                 list_del(&page->lru);
444                 __free_one_page(page, zone, order);
445         }
446         spin_unlock(&zone->lock);
447 }
448
449 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
450 {
451         LIST_HEAD(list);
452         list_add(&page->lru, &list);
453         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
454 }
455
456 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
457 {
458         unsigned long flags;
459         int i;
460         int reserved = 0;
461
462         arch_free_page(page, order);
463         if (!PageHighMem(page))
464                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
465                                            PAGE_SIZE<<order);
466
467         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
468                 reserved += free_pages_check(page + i);
469         if (reserved)
470                 return;
471
472         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
473         local_irq_save(flags);
474         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
475         free_one_page(page_zone(page), page, order);
476         local_irq_restore(flags);
477 }
478
479 /*
480  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
481  */
482 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
483 {
484         if (order == 0) {
485                 __ClearPageReserved(page);
486                 set_page_count(page, 0);
487                 set_page_refcounted(page);
488                 __free_page(page);
489         } else {
490                 int loop;
491
492                 prefetchw(page);
493                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
494                         struct page *p = &page[loop];
495
496                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
497                                 prefetchw(p + 1);
498                         __ClearPageReserved(p);
499                         set_page_count(p, 0);
500                 }
501
502                 set_page_refcounted(page);
503                 __free_pages(page, order);
504         }
505 }
506
507
508 /*
509  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
510  * Please do not alter this order without good reasons and regression
511  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
512  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
513  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
514  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
515  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
516  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
517  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
518  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
519  *
520  * -- wli
521  */
522 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
523         int low, int high, struct free_area *area)
524 {
525         unsigned long size = 1 << high;
526
527         while (high > low) {
528                 area--;
529                 high--;
530                 size >>= 1;
531                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
532                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
533                 area->nr_free++;
534                 set_page_order(&page[size], high);
535         }
536 }
537
538 /*
539  * This page is about to be returned from the page allocator
540  */
541 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
542 {
543         if (unlikely(page_mapcount(page) |
544                 (page->mapping != NULL)  |
545                 (page_count(page) != 0)  |
546                 (page->flags & (
547                         1 << PG_lru     |
548                         1 << PG_private |
549                         1 << PG_locked  |
550                         1 << PG_active  |
551                         1 << PG_dirty   |
552                         1 << PG_reclaim |
553                         1 << PG_slab    |
554                         1 << PG_swapcache |
555                         1 << PG_writeback |
556                         1 << PG_reserved |
557                         1 << PG_buddy ))))
558                 bad_page(page);
559
560         /*
561          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
562          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
563          */
564         if (PageReserved(page))
565                 return 1;
566
567         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
568                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
569                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
570         set_page_private(page, 0);
571         set_page_refcounted(page);
572         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
573
574         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
575                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
576
577         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
578                 prep_compound_page(page, order);
579
580         return 0;
581 }
582
583 /* 
584  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
585  * Call me with the zone->lock already held.
586  */
587 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
588 {
589         struct free_area * area;
590         unsigned int current_order;
591         struct page *page;
592
593         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
594                 area = zone->free_area + current_order;
595                 if (list_empty(&area->free_list))
596                         continue;
597
598                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
599                 list_del(&page->lru);
600                 rmv_page_order(page);
601                 area->nr_free--;
602                 zone->free_pages -= 1UL << order;
603                 expand(zone, page, order, current_order, area);
604                 return page;
605         }
606
607         return NULL;
608 }
609
610 /* 
611  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
612  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
613  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
614  */
615 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
616                         unsigned long count, struct list_head *list)
617 {
618         int i;
619         
620         spin_lock(&zone->lock);
621         for (i = 0; i < count; ++i) {
622                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
623                 if (unlikely(page == NULL))
624                         break;
625                 list_add_tail(&page->lru, list);
626         }
627         spin_unlock(&zone->lock);
628         return i;
629 }
630
631 #ifdef CONFIG_NUMA
632 /*
633  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
634  * belong to the currently executing processor.
635  * Note that this function must be called with the thread pinned to
636  * a single processor.
637  */
638 void drain_node_pages(int nodeid)
639 {
640         int i, z;
641         unsigned long flags;
642
643         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
644                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
645                 struct per_cpu_pageset *pset;
646
647                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
648                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
649                         struct per_cpu_pages *pcp;
650
651                         pcp = &pset->pcp[i];
652                         if (pcp->count) {
653                                 local_irq_save(flags);
654                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
655                                 pcp->count = 0;
656                                 local_irq_restore(flags);
657                         }
658                 }
659         }
660 }
661 #endif
662
663 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
664 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
665 {
666         unsigned long flags;
667         struct zone *zone;
668         int i;
669
670         for_each_zone(zone) {
671                 struct per_cpu_pageset *pset;
672
673                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
674                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
675                         struct per_cpu_pages *pcp;
676
677                         pcp = &pset->pcp[i];
678                         local_irq_save(flags);
679                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
680                         pcp->count = 0;
681                         local_irq_restore(flags);
682                 }
683         }
684 }
685 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
686
687 #ifdef CONFIG_PM
688
689 void mark_free_pages(struct zone *zone)
690 {
691         unsigned long zone_pfn, flags;
692         int order;
693         struct list_head *curr;
694
695         if (!zone->spanned_pages)
696                 return;
697
698         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
699         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
700                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
701
702         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
703                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
704                         unsigned long start_pfn, i;
705
706                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
707
708                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
709                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
710         }
711         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
712 }
713
714 /*
715  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
716  */
717 void drain_local_pages(void)
718 {
719         unsigned long flags;
720
721         local_irq_save(flags);  
722         __drain_pages(smp_processor_id());
723         local_irq_restore(flags);       
724 }
725 #endif /* CONFIG_PM */
726
727 /*
728  * Free a 0-order page
729  */
730 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
731 {
732         struct zone *zone = page_zone(page);
733         struct per_cpu_pages *pcp;
734         unsigned long flags;
735
736         arch_free_page(page, 0);
737
738         if (PageAnon(page))
739                 page->mapping = NULL;
740         if (free_pages_check(page))
741                 return;
742
743         kernel_map_pages(page, 1, 0);
744
745         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
746         local_irq_save(flags);
747         __count_vm_event(PGFREE);
748         list_add(&page->lru, &pcp->list);
749         pcp->count++;
750         if (pcp->count >= pcp->high) {
751                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
752                 pcp->count -= pcp->batch;
753         }
754         local_irq_restore(flags);
755         put_cpu();
756 }
757
758 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
759 {
760         free_hot_cold_page(page, 0);
761 }
762         
763 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
764 {
765         free_hot_cold_page(page, 1);
766 }
767
768 /*
769  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
770  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
771  * Each sub-page must be freed individually.
772  *
773  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
774  * Please consult with lkml before using this in your driver.
775  */
776 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
777 {
778         int i;
779
780         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
781         VM_BUG_ON(!page_count(page));
782         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
783                 set_page_refcounted(page + i);
784 }
785
786 /*
787  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
788  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
789  * or two.
790  */
791 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
792                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
793 {
794         unsigned long flags;
795         struct page *page;
796         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
797         int cpu;
798
799 again:
800         cpu  = get_cpu();
801         if (likely(order == 0)) {
802                 struct per_cpu_pages *pcp;
803
804                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
805                 local_irq_save(flags);
806                 if (!pcp->count) {
807                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
808                                                 pcp->batch, &pcp->list);
809                         if (unlikely(!pcp->count))
810                                 goto failed;
811                 }
812                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
813                 list_del(&page->lru);
814                 pcp->count--;
815         } else {
816                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
817                 page = __rmqueue(zone, order);
818                 spin_unlock(&zone->lock);
819                 if (!page)
820                         goto failed;
821         }
822
823         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
824         zone_statistics(zonelist, zone);
825         local_irq_restore(flags);
826         put_cpu();
827
828         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
829         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
830                 goto again;
831         return page;
832
833 failed:
834         local_irq_restore(flags);
835         put_cpu();
836         return NULL;
837 }
838
839 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
840 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
841 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
842 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
843 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
844 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
845 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
846
847 /*
848  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
849  * of the allocation.
850  */
851 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
852                       int classzone_idx, int alloc_flags)
853 {
854         /* free_pages my go negative - that's OK */
855         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
856         int o;
857
858         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
859                 min -= min / 2;
860         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
861                 min -= min / 4;
862
863         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
864                 return 0;
865         for (o = 0; o < order; o++) {
866                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
867                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
868
869                 /* Require fewer higher order pages to be free */
870                 min >>= 1;
871
872                 if (free_pages <= min)
873                         return 0;
874         }
875         return 1;
876 }
877
878 /*
879  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
880  * a page.
881  */
882 static struct page *
883 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
884                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
885 {
886         struct zone **z = zonelist->zones;
887         struct page *page = NULL;
888         int classzone_idx = zone_idx(*z);
889
890         /*
891          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
892          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
893          */
894         do {
895                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
896                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
897                         continue;
898
899                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
900                         unsigned long mark;
901                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
902                                 mark = (*z)->pages_min;
903                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
904                                 mark = (*z)->pages_low;
905                         else
906                                 mark = (*z)->pages_high;
907                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
908                                     classzone_idx, alloc_flags))
909                                 if (!zone_reclaim_mode ||
910                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
911                                         continue;
912                 }
913
914                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
915                 if (page) {
916                         break;
917                 }
918         } while (*(++z) != NULL);
919         return page;
920 }
921
922 /*
923  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
924  */
925 struct page * fastcall
926 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
927                 struct zonelist *zonelist)
928 {
929         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
930         struct zone **z;
931         struct page *page;
932         struct reclaim_state reclaim_state;
933         struct task_struct *p = current;
934         int do_retry;
935         int alloc_flags;
936         int did_some_progress;
937
938         might_sleep_if(wait);
939
940 restart:
941         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
942
943         if (unlikely(*z == NULL)) {
944                 /* Should this ever happen?? */
945                 return NULL;
946         }
947
948         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
949                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
950         if (page)
951                 goto got_pg;
952
953         do {
954                 wakeup_kswapd(*z, order);
955         } while (*(++z));
956
957         /*
958          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
959          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
960          * to how we want to proceed.
961          *
962          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
963          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
964          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
965          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
966          */
967         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
968         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
969                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
970         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
971                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
972         if (wait)
973                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
974
975         /*
976          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
977          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
978          *
979          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
980          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
981          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
982          */
983         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
984         if (page)
985                 goto got_pg;
986
987         /* This allocation should allow future memory freeing. */
988
989         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
990                         && !in_interrupt()) {
991                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
992 nofail_alloc:
993                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
994                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
995                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
996                         if (page)
997                                 goto got_pg;
998                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
999                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1000                                 goto nofail_alloc;
1001                         }
1002                 }
1003                 goto nopage;
1004         }
1005
1006         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1007         if (!wait)
1008                 goto nopage;
1009
1010 rebalance:
1011         cond_resched();
1012
1013         /* We now go into synchronous reclaim */
1014         cpuset_memory_pressure_bump();
1015         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1016         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1017         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1018
1019         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1020
1021         p->reclaim_state = NULL;
1022         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1023
1024         cond_resched();
1025
1026         if (likely(did_some_progress)) {
1027                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1028                                                 zonelist, alloc_flags);
1029                 if (page)
1030                         goto got_pg;
1031         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1032                 /*
1033                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1034                  * very high watermark here, this is only to catch
1035                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1036                  * under heavy pressure.
1037                  */
1038                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1039                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1040                 if (page)
1041                         goto got_pg;
1042
1043                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1044                 goto restart;
1045         }
1046
1047         /*
1048          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1049          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1050          *
1051          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1052          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1053          */
1054         do_retry = 0;
1055         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1056                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1057                         do_retry = 1;
1058                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1059                         do_retry = 1;
1060         }
1061         if (do_retry) {
1062                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1063                 goto rebalance;
1064         }
1065
1066 nopage:
1067         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1068                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1069                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1070                         p->comm, order, gfp_mask);
1071                 dump_stack();
1072                 show_mem();
1073         }
1074 got_pg:
1075         return page;
1076 }
1077
1078 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1079
1080 /*
1081  * Common helper functions.
1082  */
1083 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1084 {
1085         struct page * page;
1086         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1087         if (!page)
1088                 return 0;
1089         return (unsigned long) page_address(page);
1090 }
1091
1092 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1093
1094 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1095 {
1096         struct page * page;
1097
1098         /*
1099          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1100          * a highmem page
1101          */
1102         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1103
1104         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1105         if (page)
1106                 return (unsigned long) page_address(page);
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1111
1112 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1113 {
1114         int i = pagevec_count(pvec);
1115
1116         while (--i >= 0)
1117                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1118 }
1119
1120 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1121 {
1122         if (put_page_testzero(page)) {
1123                 if (order == 0)
1124                         free_hot_page(page);
1125                 else
1126                         __free_pages_ok(page, order);
1127         }
1128 }
1129
1130 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1131
1132 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1133 {
1134         if (addr != 0) {
1135                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1136                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1137         }
1138 }
1139
1140 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1141
1142 /*
1143  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1144  */
1145 unsigned int nr_free_pages(void)
1146 {
1147         unsigned int sum = 0;
1148         struct zone *zone;
1149
1150         for_each_zone(zone)
1151                 sum += zone->free_pages;
1152
1153         return sum;
1154 }
1155
1156 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1157
1158 #ifdef CONFIG_NUMA
1159 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1160 {
1161         unsigned int i, sum = 0;
1162
1163         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1164                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1165
1166         return sum;
1167 }
1168 #endif
1169
1170 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1171 {
1172         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1173         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1174         unsigned int sum = 0;
1175
1176         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1177         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1178         struct zone *zone;
1179
1180         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1181                 unsigned long size = zone->present_pages;
1182                 unsigned long high = zone->pages_high;
1183                 if (size > high)
1184                         sum += size - high;
1185         }
1186
1187         return sum;
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1192  */
1193 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1194 {
1195         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1200  */
1201 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1202 {
1203         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1204 }
1205 #ifdef CONFIG_NUMA
1206 static void show_node(struct zone *zone)
1207 {
1208         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1209 }
1210 #else
1211 #define show_node(zone) do { } while (0)
1212 #endif
1213
1214 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1215 {
1216         val->totalram = totalram_pages;
1217         val->sharedram = 0;
1218         val->freeram = nr_free_pages();
1219         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1220         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1221         val->freehigh = nr_free_highpages();
1222         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1223 }
1224
1225 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1226
1227 #ifdef CONFIG_NUMA
1228 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1229 {
1230         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1231
1232         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1233         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1234 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1235         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1236         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1237 #else
1238         val->totalhigh = 0;
1239         val->freehigh = 0;
1240 #endif
1241         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1242 }
1243 #endif
1244
1245 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1246
1247 /*
1248  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1249  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1250  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1251  */
1252 void show_free_areas(void)
1253 {
1254         int cpu, temperature;
1255         unsigned long active;
1256         unsigned long inactive;
1257         unsigned long free;
1258         struct zone *zone;
1259
1260         for_each_zone(zone) {
1261                 show_node(zone);
1262                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1263
1264                 if (!populated_zone(zone)) {
1265                         printk(" empty\n");
1266                         continue;
1267                 } else
1268                         printk("\n");
1269
1270                 for_each_online_cpu(cpu) {
1271                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1272
1273                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1274
1275                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1276                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1277                                         cpu,
1278                                         temperature ? "cold" : "hot",
1279                                         pageset->pcp[temperature].high,
1280                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1281                                         pageset->pcp[temperature].count);
1282                 }
1283         }
1284
1285         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1286
1287         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1288                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1289                 active,
1290                 inactive,
1291                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1292                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1293                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1294                 nr_free_pages(),
1295                 global_page_state(NR_SLAB),
1296                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1297                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1298
1299         for_each_zone(zone) {
1300                 int i;
1301
1302                 show_node(zone);
1303                 printk("%s"
1304                         " free:%lukB"
1305                         " min:%lukB"
1306                         " low:%lukB"
1307                         " high:%lukB"
1308                         " active:%lukB"
1309                         " inactive:%lukB"
1310                         " present:%lukB"
1311                         " pages_scanned:%lu"
1312                         " all_unreclaimable? %s"
1313                         "\n",
1314                         zone->name,
1315                         K(zone->free_pages),
1316                         K(zone->pages_min),
1317                         K(zone->pages_low),
1318                         K(zone->pages_high),
1319                         K(zone->nr_active),
1320                         K(zone->nr_inactive),
1321                         K(zone->present_pages),
1322                         zone->pages_scanned,
1323                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1324                         );
1325                 printk("lowmem_reserve[]:");
1326                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1327                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1328                 printk("\n");
1329         }
1330
1331         for_each_zone(zone) {
1332                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1333
1334                 show_node(zone);
1335                 printk("%s: ", zone->name);
1336                 if (!populated_zone(zone)) {
1337                         printk("empty\n");
1338                         continue;
1339                 }
1340
1341                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1342                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1343                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1344                         total += nr[order] << order;
1345                 }
1346                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1347                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1348                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1349                 printk("= %lukB\n", K(total));
1350         }
1351
1352         show_swap_cache_info();
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Builds allocation fallback zone lists.
1357  *
1358  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1359  */
1360 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1361                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1362 {
1363         struct zone *zone;
1364
1365         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1366
1367         do {
1368                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1369                 if (populated_zone(zone)) {
1370                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1371                         check_highest_zone(zone_type);
1372                 }
1373                 zone_type--;
1374
1375         } while (zone_type >= 0);
1376         return nr_zones;
1377 }
1378
1379 #ifdef CONFIG_NUMA
1380 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1381 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1382 /**
1383  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1384  * @node: node whose fallback list we're appending
1385  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1386  *
1387  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1388  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1389  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1390  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1391  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1392  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1393  * on them otherwise.
1394  * It returns -1 if no node is found.
1395  */
1396 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1397 {
1398         int n, val;
1399         int min_val = INT_MAX;
1400         int best_node = -1;
1401
1402         /* Use the local node if we haven't already */
1403         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1404                 node_set(node, *used_node_mask);
1405                 return node;
1406         }
1407
1408         for_each_online_node(n) {
1409                 cpumask_t tmp;
1410
1411                 /* Don't want a node to appear more than once */
1412                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1413                         continue;
1414
1415                 /* Use the distance array to find the distance */
1416                 val = node_distance(node, n);
1417
1418                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1419                 val += (n < node);
1420
1421                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1422                 tmp = node_to_cpumask(n);
1423                 if (!cpus_empty(tmp))
1424                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1425
1426                 /* Slight preference for less loaded node */
1427                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1428                 val += node_load[n];
1429
1430                 if (val < min_val) {
1431                         min_val = val;
1432                         best_node = n;
1433                 }
1434         }
1435
1436         if (best_node >= 0)
1437                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1438
1439         return best_node;
1440 }
1441
1442 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1443 {
1444         int i, j, k, node, local_node;
1445         int prev_node, load;
1446         struct zonelist *zonelist;
1447         nodemask_t used_mask;
1448
1449         /* initialize zonelists */
1450         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1451                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1452                 zonelist->zones[0] = NULL;
1453         }
1454
1455         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1456         local_node = pgdat->node_id;
1457         load = num_online_nodes();
1458         prev_node = local_node;
1459         nodes_clear(used_mask);
1460         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1461                 int distance = node_distance(local_node, node);
1462
1463                 /*
1464                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1465                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1466                  */
1467                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1468                         zone_reclaim_mode = 1;
1469
1470                 /*
1471                  * We don't want to pressure a particular node.
1472                  * So adding penalty to the first node in same
1473                  * distance group to make it round-robin.
1474                  */
1475
1476                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1477                         node_load[node] += load;
1478                 prev_node = node;
1479                 load--;
1480                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1481                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1482                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1483
1484                         k = highest_zone(i);
1485
1486                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1487                         zonelist->zones[j] = NULL;
1488                 }
1489         }
1490 }
1491
1492 #else   /* CONFIG_NUMA */
1493
1494 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1495 {
1496         int i, node, local_node;
1497         enum zone_type k;
1498         enum zone_type j;
1499
1500         local_node = pgdat->node_id;
1501         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1502                 struct zonelist *zonelist;
1503
1504                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1505
1506                 j = 0;
1507                 k = highest_zone(i);
1508                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1509                 /*
1510                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1511                  * of all the other nodes.
1512                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1513                  * building the zones for node N, we make sure that the
1514                  * zones coming right after the local ones are those from
1515                  * node N+1 (modulo N)
1516                  */
1517                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1518                         if (!node_online(node))
1519                                 continue;
1520                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1521                 }
1522                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1523                         if (!node_online(node))
1524                                 continue;
1525                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1526                 }
1527
1528                 zonelist->zones[j] = NULL;
1529         }
1530 }
1531
1532 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1533
1534 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1535 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1536 {
1537         int nid;
1538         for_each_online_node(nid)
1539                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1540         return 0;
1541 }
1542
1543 void __meminit build_all_zonelists(void)
1544 {
1545         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1546                 __build_all_zonelists(0);
1547                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1548         } else {
1549                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1550                    of zonelist */
1551                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1552                 /* cpuset refresh routine should be here */
1553         }
1554         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1555         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1556                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1561  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1562  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1563  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1564  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1565  * conservative, even though it seems large.
1566  *
1567  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1568  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1569  */
1570 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1571
1572 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1573 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1574 {
1575         unsigned long size = 1;
1576
1577         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1578
1579         while (size < pages)
1580                 size <<= 1;
1581
1582         /*
1583          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1584          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1585          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1586          */
1587         size = min(size, 4096UL);
1588
1589         return max(size, 4UL);
1590 }
1591 #else
1592 /*
1593  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1594  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1595  *
1596  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1597  *
1598  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1599  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1600  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1601  *
1602  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1603  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1604  *
1605  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1606  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1607  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1608  */
1609 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1610 {
1611         return 4096UL;
1612 }
1613 #endif
1614
1615 /*
1616  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1617  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1618  * hash function before the remainder is taken.
1619  */
1620 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1621 {
1622         return ffz(~size);
1623 }
1624
1625 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1626
1627 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1628                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1629 {
1630         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1631         int i;
1632
1633         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1634                 totalpages += zones_size[i];
1635         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1636
1637         realtotalpages = totalpages;
1638         if (zholes_size)
1639                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1640                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1641         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1642         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1643 }
1644
1645
1646 /*
1647  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1648  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1649  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1650  */
1651 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1652                 unsigned long start_pfn)
1653 {
1654         struct page *page;
1655         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1656         unsigned long pfn;
1657
1658         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1659                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1660                         continue;
1661                 page = pfn_to_page(pfn);
1662                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1663                 init_page_count(page);
1664                 reset_page_mapcount(page);
1665                 SetPageReserved(page);
1666                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1667 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1668                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1669                 if (!is_highmem_idx(zone))
1670                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1671 #endif
1672         }
1673 }
1674
1675 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1676                                 unsigned long size)
1677 {
1678         int order;
1679         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1680                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1681                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1682         }
1683 }
1684
1685 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1686 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, enum zone_type zid,
1687                 unsigned long pfn, unsigned long size)
1688 {
1689         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1690         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1691
1692         if (FLAGS_HAS_NODE)
1693                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1694         else
1695                 for (; snum <= end; snum++)
1696                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1697 }
1698
1699 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1700 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1701         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1702 #endif
1703
1704 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1705 {
1706         int batch;
1707
1708         /*
1709          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1710          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1711          *
1712          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1713          */
1714         batch = zone->present_pages / 1024;
1715         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1716                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1717         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1718         if (batch < 1)
1719                 batch = 1;
1720
1721         /*
1722          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1723          * of 2 value was found to be more likely to have
1724          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1725          *
1726          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1727          * batches of pages, one task can end up with a lot
1728          * of pages of one half of the possible page colors
1729          * and the other with pages of the other colors.
1730          */
1731         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1732
1733         return batch;
1734 }
1735
1736 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1737 {
1738         struct per_cpu_pages *pcp;
1739
1740         memset(p, 0, sizeof(*p));
1741
1742         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1743         pcp->count = 0;
1744         pcp->high = 6 * batch;
1745         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1746         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1747
1748         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1749         pcp->count = 0;
1750         pcp->high = 2 * batch;
1751         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1752         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1753 }
1754
1755 /*
1756  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1757  * to the value high for the pageset p.
1758  */
1759
1760 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1761                                 unsigned long high)
1762 {
1763         struct per_cpu_pages *pcp;
1764
1765         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1766         pcp->high = high;
1767         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1768         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1769                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1770 }
1771
1772
1773 #ifdef CONFIG_NUMA
1774 /*
1775  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1776  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1777  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1778  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1779  * with interrupts disabled.
1780  *
1781  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1782  *
1783  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1784  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1785  * hotplugged processors.
1786  *
1787  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1788  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1789  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1790  */
1791 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1792
1793 /*
1794  * Dynamically allocate memory for the
1795  * per cpu pageset array in struct zone.
1796  */
1797 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1798 {
1799         struct zone *zone, *dzone;
1800
1801         for_each_zone(zone) {
1802
1803                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1804                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1805                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1806                         goto bad;
1807
1808                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1809
1810                 if (percpu_pagelist_fraction)
1811                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1812                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1813         }
1814
1815         return 0;
1816 bad:
1817         for_each_zone(dzone) {
1818                 if (dzone == zone)
1819                         break;
1820                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1821                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1822         }
1823         return -ENOMEM;
1824 }
1825
1826 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1827 {
1828         struct zone *zone;
1829
1830         for_each_zone(zone) {
1831                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1832
1833                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1834                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1835                         kfree(pset);
1836                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1837         }
1838 }
1839
1840 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1841                 unsigned long action,
1842                 void *hcpu)
1843 {
1844         int cpu = (long)hcpu;
1845         int ret = NOTIFY_OK;
1846
1847         switch (action) {
1848                 case CPU_UP_PREPARE:
1849                         if (process_zones(cpu))
1850                                 ret = NOTIFY_BAD;
1851                         break;
1852                 case CPU_UP_CANCELED:
1853                 case CPU_DEAD:
1854                         free_zone_pagesets(cpu);
1855                         break;
1856                 default:
1857                         break;
1858         }
1859         return ret;
1860 }
1861
1862 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1863         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1864
1865 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1866 {
1867         int err;
1868
1869         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1870          * A cpuup callback will do this for every cpu
1871          * as it comes online
1872          */
1873         err = process_zones(smp_processor_id());
1874         BUG_ON(err);
1875         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1876 }
1877
1878 #endif
1879
1880 static __meminit
1881 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1882 {
1883         int i;
1884         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1885         size_t alloc_size;
1886
1887         /*
1888          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1889          * per zone.
1890          */
1891         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1892                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1893         zone->wait_table_bits =
1894                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1895         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1896                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1897
1898         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1899                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1900                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1901         } else {
1902                 /*
1903                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1904                  * via memory hot-add.
1905                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1906                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1907                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1908                  * node itself as well.
1909                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1910                  * necessary.
1911                  */
1912                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1913         }
1914         if (!zone->wait_table)
1915                 return -ENOMEM;
1916
1917         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1918                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1919
1920         return 0;
1921 }
1922
1923 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1924 {
1925         int cpu;
1926         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1927
1928         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1929 #ifdef CONFIG_NUMA
1930                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1931                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1932                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1933 #else
1934                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1935 #endif
1936         }
1937         if (zone->present_pages)
1938                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1939                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1940 }
1941
1942 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1943                                         unsigned long zone_start_pfn,
1944                                         unsigned long size)
1945 {
1946         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1947         int ret;
1948         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1949         if (ret)
1950                 return ret;
1951         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1952
1953         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1954
1955         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1956
1957         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1958
1959         return 0;
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Set up the zone data structures:
1964  *   - mark all pages reserved
1965  *   - mark all memory queues empty
1966  *   - clear the memory bitmaps
1967  */
1968 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1969                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1970 {
1971         enum zone_type j;
1972         int nid = pgdat->node_id;
1973         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1974         int ret;
1975
1976         pgdat_resize_init(pgdat);
1977         pgdat->nr_zones = 0;
1978         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1979         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1980         
1981         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1982                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1983                 unsigned long size, realsize;
1984
1985                 realsize = size = zones_size[j];
1986                 if (zholes_size)
1987                         realsize -= zholes_size[j];
1988
1989                 if (!is_highmem_idx(j))
1990                         nr_kernel_pages += realsize;
1991                 nr_all_pages += realsize;
1992
1993                 zone->spanned_pages = size;
1994                 zone->present_pages = realsize;
1995 #ifdef CONFIG_NUMA
1996                 zone->min_unmapped_ratio = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
1997                                                 / 100;
1998 #endif
1999                 zone->name = zone_names[j];
2000                 spin_lock_init(&zone->lock);
2001                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2002                 zone_seqlock_init(zone);
2003                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2004                 zone->free_pages = 0;
2005
2006                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2007
2008                 zone_pcp_init(zone);
2009                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2010                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2011                 zone->nr_scan_active = 0;
2012                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2013                 zone->nr_active = 0;
2014                 zone->nr_inactive = 0;
2015                 zap_zone_vm_stats(zone);
2016                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2017                 if (!size)
2018                         continue;
2019
2020                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2021                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2022                 BUG_ON(ret);
2023                 zone_start_pfn += size;
2024         }
2025 }
2026
2027 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2028 {
2029         /* Skip empty nodes */
2030         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2031                 return;
2032
2033 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2034         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2035         if (!pgdat->node_mem_map) {
2036                 unsigned long size, start, end;
2037                 struct page *map;
2038
2039                 /*
2040                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2041                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2042                  * for the buddy allocator to function correctly.
2043                  */
2044                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2045                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2046                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2047                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2048                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2049                 if (!map)
2050                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2051                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2052         }
2053 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2054         /*
2055          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2056          */
2057         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2058                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2059 #endif
2060 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2061 }
2062
2063 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2064                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2065                 unsigned long *zholes_size)
2066 {
2067         pgdat->node_id = nid;
2068         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2069         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2070
2071         alloc_node_mem_map(pgdat);
2072
2073         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2074 }
2075
2076 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2077 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2078 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2079
2080 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2081 #endif
2082
2083 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2084 {
2085         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2086                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2087 }
2088
2089 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2090 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2091                                  unsigned long action, void *hcpu)
2092 {
2093         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2094
2095         if (action == CPU_DEAD) {
2096                 local_irq_disable();
2097                 __drain_pages(cpu);
2098                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2099                 local_irq_enable();
2100                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2101         }
2102         return NOTIFY_OK;
2103 }
2104 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2105
2106 void __init page_alloc_init(void)
2107 {
2108         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2109 }
2110
2111 /*
2112  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2113  *      or min_free_kbytes changes.
2114  */
2115 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2116 {
2117         struct pglist_data *pgdat;
2118         unsigned long reserve_pages = 0;
2119         int i, j;
2120
2121         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2122                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2123                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2124                         unsigned long max = 0;
2125
2126                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2127                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2128                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2129                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2130                         }
2131
2132                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2133                         max += zone->pages_high;
2134
2135                         if (max > zone->present_pages)
2136                                 max = zone->present_pages;
2137                         reserve_pages += max;
2138                 }
2139         }
2140         totalreserve_pages = reserve_pages;
2141 }
2142
2143 /*
2144  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2145  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2146  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2147  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2148  */
2149 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2150 {
2151         struct pglist_data *pgdat;
2152         int j, idx;
2153
2154         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2155                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2156                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2157                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2158
2159                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2160
2161                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2162                                 struct zone *lower_zone;
2163
2164                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2165                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2166
2167                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2168                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2169                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2170                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2171                         }
2172                 }
2173         }
2174
2175         /* update totalreserve_pages */
2176         calculate_totalreserve_pages();
2177 }
2178
2179 /*
2180  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2181  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2182  *      with respect to min_free_kbytes.
2183  */
2184 void setup_per_zone_pages_min(void)
2185 {
2186         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2187         unsigned long lowmem_pages = 0;
2188         struct zone *zone;
2189         unsigned long flags;
2190
2191         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2192         for_each_zone(zone) {
2193                 if (!is_highmem(zone))
2194                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2195         }
2196
2197         for_each_zone(zone) {
2198                 u64 tmp;
2199
2200                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2201                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2202                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2203                 if (is_highmem(zone)) {
2204                         /*
2205                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2206                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2207                          * value here.
2208                          *
2209                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2210                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2211                          * not be capped for highmem.
2212                          */
2213                         int min_pages;
2214
2215                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2216                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2217                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2218                         if (min_pages > 128)
2219                                 min_pages = 128;
2220                         zone->pages_min = min_pages;
2221                 } else {
2222                         /*
2223                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2224                          * proportionate to the zone's size.
2225                          */
2226                         zone->pages_min = tmp;
2227                 }
2228
2229                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2230                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2231                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2232         }
2233
2234         /* update totalreserve_pages */
2235         calculate_totalreserve_pages();
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Initialise min_free_kbytes.
2240  *
2241  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2242  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2243  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2244  *
2245  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2246  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2247  *
2248  * which yields
2249  *
2250  * 16MB:        512k
2251  * 32MB:        724k
2252  * 64MB:        1024k
2253  * 128MB:       1448k
2254  * 256MB:       2048k
2255  * 512MB:       2896k
2256  * 1024MB:      4096k
2257  * 2048MB:      5792k
2258  * 4096MB:      8192k
2259  * 8192MB:      11584k
2260  * 16384MB:     16384k
2261  */
2262 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2263 {
2264         unsigned long lowmem_kbytes;
2265
2266         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2267
2268         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2269         if (min_free_kbytes < 128)
2270                 min_free_kbytes = 128;
2271         if (min_free_kbytes > 65536)
2272                 min_free_kbytes = 65536;
2273         setup_per_zone_pages_min();
2274         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2275         return 0;
2276 }
2277 module_init(init_per_zone_pages_min)
2278
2279 /*
2280  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2281  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2282  *      changes.
2283  */
2284 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2285         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2286 {
2287         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2288         setup_per_zone_pages_min();
2289         return 0;
2290 }
2291
2292 #ifdef CONFIG_NUMA
2293 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2294         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2295 {
2296         struct zone *zone;
2297         int rc;
2298
2299         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2300         if (rc)
2301                 return rc;
2302
2303         for_each_zone(zone)
2304                 zone->min_unmapped_ratio = (zone->present_pages *
2305                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2306         return 0;
2307 }
2308 #endif
2309
2310 /*
2311  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2312  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2313  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2314  *
2315  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2316  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2317  * if in function of the boot time zone sizes.
2318  */
2319 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2320         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2321 {
2322         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2323         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2324         return 0;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2329  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2330  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2331  */
2332
2333 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2334         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2335 {
2336         struct zone *zone;
2337         unsigned int cpu;
2338         int ret;
2339
2340         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2341         if (!write || (ret == -EINVAL))
2342                 return ret;
2343         for_each_zone(zone) {
2344                 for_each_online_cpu(cpu) {
2345                         unsigned long  high;
2346                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2347                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2348                 }
2349         }
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2354
2355 #ifdef CONFIG_NUMA
2356 static int __init set_hashdist(char *str)
2357 {
2358         if (!str)
2359                 return 0;
2360         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2361         return 1;
2362 }
2363 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2364 #endif
2365
2366 /*
2367  * allocate a large system hash table from bootmem
2368  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2369  *   quantity of entries
2370  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2371  */
2372 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2373                                      unsigned long bucketsize,
2374                                      unsigned long numentries,
2375                                      int scale,
2376                                      int flags,
2377                                      unsigned int *_hash_shift,
2378                                      unsigned int *_hash_mask,
2379                                      unsigned long limit)
2380 {
2381         unsigned long long max = limit;
2382         unsigned long log2qty, size;
2383         void *table = NULL;
2384
2385         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2386         if (!numentries) {
2387                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2388                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2389                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2390                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2391                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2392
2393                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2394                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2395                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2396                 else
2397                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2398         }
2399         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2400
2401         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2402         if (max == 0) {
2403                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2404                 do_div(max, bucketsize);
2405         }
2406
2407         if (numentries > max)
2408                 numentries = max;
2409
2410         log2qty = long_log2(numentries);
2411
2412         do {
2413                 size = bucketsize << log2qty;
2414                 if (flags & HASH_EARLY)
2415                         table = alloc_bootmem(size);
2416                 else if (hashdist)
2417                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2418                 else {
2419                         unsigned long order;
2420                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2421                                 ;
2422                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2423                 }
2424         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2425
2426         if (!table)
2427                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2428
2429         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2430                tablename,
2431                (1U << log2qty),
2432                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2433                size);
2434
2435         if (_hash_shift)
2436                 *_hash_shift = log2qty;
2437         if (_hash_mask)
2438                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2439
2440         return table;
2441 }
2442
2443 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2444 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2445 {
2446         return __pfn_to_page(pfn);
2447 }
2448 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2449 {
2450         return __page_to_pfn(page);
2451 }
2452 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2453 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2454 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */