]> err.no Git - linux-2.6/blob - mm/page_alloc.c
[PATCH] mm: split highorder pages
[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 fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold);
59 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
60
61 /*
62  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
63  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
64  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
65  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
66  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
67  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
68  *
69  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
70  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
71  */
72 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
73
74 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
75
76 /*
77  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
78  * id is encoded in the upper bits of page->flags
79  */
80 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
81 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
82
83 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
84 int min_free_kbytes = 1024;
85
86 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
87 unsigned long __initdata nr_all_pages;
88
89 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
90 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
91 {
92         int ret = 0;
93         unsigned seq;
94         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
95
96         do {
97                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
98                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
99                         ret = 1;
100                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
101                         ret = 1;
102         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
103
104         return ret;
105 }
106
107 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
108 {
109 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
110         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
111                 return 0;
112 #endif
113         if (zone != page_zone(page))
114                 return 0;
115
116         return 1;
117 }
118 /*
119  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
120  */
121 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
122 {
123         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
124                 return 1;
125         if (!page_is_consistent(zone, page))
126                 return 1;
127
128         return 0;
129 }
130
131 #else
132 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
133 {
134         return 0;
135 }
136 #endif
137
138 static void bad_page(struct page *page)
139 {
140         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
141                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
142                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
143                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
144                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
145                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
146                 page_mapcount(page), page_count(page));
147         dump_stack();
148         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
149                         1 << PG_private |
150                         1 << PG_locked  |
151                         1 << PG_active  |
152                         1 << PG_dirty   |
153                         1 << PG_reclaim |
154                         1 << PG_slab    |
155                         1 << PG_swapcache |
156                         1 << PG_writeback );
157         set_page_count(page, 0);
158         reset_page_mapcount(page);
159         page->mapping = NULL;
160         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
161 }
162
163 /*
164  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
165  *
166  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
167  *
168  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
169  *
170  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
171  * the head page (even the head page has this).
172  *
173  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
174  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
175  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
176  */
177
178 static void free_compound_page(struct page *page)
179 {
180         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
181 }
182
183 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
184 {
185         int i;
186         int nr_pages = 1 << order;
187
188         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
189         page[1].lru.prev = (void *)order;
190         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
191                 struct page *p = page + i;
192
193                 __SetPageCompound(p);
194                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
195         }
196 }
197
198 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
199 {
200         int i;
201         int nr_pages = 1 << order;
202
203         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
204                 bad_page(page);
205
206         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
207                 struct page *p = page + i;
208
209                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
210                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
211                         bad_page(page);
212                 __ClearPageCompound(p);
213         }
214 }
215
216 /*
217  * function for dealing with page's order in buddy system.
218  * zone->lock is already acquired when we use these.
219  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
220  */
221 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
222         return page_private(page);
223 }
224
225 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
226         set_page_private(page, order);
227         __SetPagePrivate(page);
228 }
229
230 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
231 {
232         __ClearPagePrivate(page);
233         set_page_private(page, 0);
234 }
235
236 /*
237  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
238  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
239  *
240  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
241  * the following equation:
242  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
243  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
244  * 1 buddy is #10:
245  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
246  *
247  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
248  * satisfies the following equation:
249  *     P = B & ~(1 << O)
250  *
251  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
252  */
253 static inline struct page *
254 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
255 {
256         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
257
258         return page + (buddy_idx - page_idx);
259 }
260
261 static inline unsigned long
262 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
263 {
264         return (page_idx & ~(1 << order));
265 }
266
267 /*
268  * This function checks whether a page is free && is the buddy
269  * we can do coalesce a page and its buddy if
270  * (a) the buddy is not in a hole &&
271  * (b) the buddy is free &&
272  * (c) the buddy is on the buddy system &&
273  * (d) a page and its buddy have the same order.
274  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
275  *
276  */
277 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
278 {
279 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
280         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
281                 return 0;
282 #endif
283
284        if (PagePrivate(page)           &&
285            (page_order(page) == order) &&
286             page_count(page) == 0)
287                return 1;
288        return 0;
289 }
290
291 /*
292  * Freeing function for a buddy system allocator.
293  *
294  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
295  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
296  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
297  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
298  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
299  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
300  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
301  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
302  * parts of the VM system.
303  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
304  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
305  * order is recorded in page_private(page) field.
306  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
307  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
308  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
309  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
310  * triggers coalescing into a block of larger size.            
311  *
312  * -- wli
313  */
314
315 static inline void __free_one_page(struct page *page,
316                 struct zone *zone, unsigned int order)
317 {
318         unsigned long page_idx;
319         int order_size = 1 << order;
320
321         if (unlikely(PageCompound(page)))
322                 destroy_compound_page(page, order);
323
324         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
325
326         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
327         BUG_ON(bad_range(zone, page));
328
329         zone->free_pages += order_size;
330         while (order < MAX_ORDER-1) {
331                 unsigned long combined_idx;
332                 struct free_area *area;
333                 struct page *buddy;
334
335                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
336                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
337                         break;          /* Move the buddy up one level. */
338
339                 list_del(&buddy->lru);
340                 area = zone->free_area + order;
341                 area->nr_free--;
342                 rmv_page_order(buddy);
343                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
344                 page = page + (combined_idx - page_idx);
345                 page_idx = combined_idx;
346                 order++;
347         }
348         set_page_order(page, order);
349         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
350         zone->free_area[order].nr_free++;
351 }
352
353 static inline int free_pages_check(struct page *page)
354 {
355         if (unlikely(page_mapcount(page) |
356                 (page->mapping != NULL)  |
357                 (page_count(page) != 0)  |
358                 (page->flags & (
359                         1 << PG_lru     |
360                         1 << PG_private |
361                         1 << PG_locked  |
362                         1 << PG_active  |
363                         1 << PG_reclaim |
364                         1 << PG_slab    |
365                         1 << PG_swapcache |
366                         1 << PG_writeback |
367                         1 << PG_reserved ))))
368                 bad_page(page);
369         if (PageDirty(page))
370                 __ClearPageDirty(page);
371         /*
372          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
373          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
374          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
375          */
376         return PageReserved(page);
377 }
378
379 /*
380  * Frees a list of pages. 
381  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
382  * count is the number of pages to free.
383  *
384  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
385  * see if this freeing clears that state.
386  *
387  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
388  * pinned" detection logic.
389  */
390 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
391                                         struct list_head *list, int order)
392 {
393         spin_lock(&zone->lock);
394         zone->all_unreclaimable = 0;
395         zone->pages_scanned = 0;
396         while (count--) {
397                 struct page *page;
398
399                 BUG_ON(list_empty(list));
400                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
401                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
402                 list_del(&page->lru);
403                 __free_one_page(page, zone, order);
404         }
405         spin_unlock(&zone->lock);
406 }
407
408 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
409 {
410         LIST_HEAD(list);
411         list_add(&page->lru, &list);
412         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
413 }
414
415 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
416 {
417         unsigned long flags;
418         int i;
419         int reserved = 0;
420
421         arch_free_page(page, order);
422         if (!PageHighMem(page))
423                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
424                                                  PAGE_SIZE<<order);
425
426 #ifndef CONFIG_MMU
427         for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
428                 __put_page(page + i);
429 #endif
430
431         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
432                 reserved += free_pages_check(page + i);
433         if (reserved)
434                 return;
435
436         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
437         local_irq_save(flags);
438         __mod_page_state(pgfree, 1 << order);
439         free_one_page(page_zone(page), page, order);
440         local_irq_restore(flags);
441 }
442
443 /*
444  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
445  */
446 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
447 {
448         if (order == 0) {
449                 __ClearPageReserved(page);
450                 set_page_count(page, 0);
451
452                 free_hot_cold_page(page, 0);
453         } else {
454                 LIST_HEAD(list);
455                 int loop;
456
457                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
458                         struct page *p = &page[loop];
459
460                         if (loop + 16 < BITS_PER_LONG)
461                                 prefetchw(p + 16);
462                         __ClearPageReserved(p);
463                         set_page_count(p, 0);
464                 }
465
466                 arch_free_page(page, order);
467
468                 mod_page_state(pgfree, 1 << order);
469
470                 list_add(&page->lru, &list);
471                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
472                 free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
473         }
474 }
475
476
477 /*
478  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
479  * Please do not alter this order without good reasons and regression
480  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
481  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
482  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
483  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
484  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
485  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
486  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
487  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
488  *
489  * -- wli
490  */
491 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
492         int low, int high, struct free_area *area)
493 {
494         unsigned long size = 1 << high;
495
496         while (high > low) {
497                 area--;
498                 high--;
499                 size >>= 1;
500                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
501                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
502                 area->nr_free++;
503                 set_page_order(&page[size], high);
504         }
505 }
506
507 /*
508  * This page is about to be returned from the page allocator
509  */
510 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
511 {
512         if (unlikely(page_mapcount(page) |
513                 (page->mapping != NULL)  |
514                 (page_count(page) != 0)  |
515                 (page->flags & (
516                         1 << PG_lru     |
517                         1 << PG_private |
518                         1 << PG_locked  |
519                         1 << PG_active  |
520                         1 << PG_dirty   |
521                         1 << PG_reclaim |
522                         1 << PG_slab    |
523                         1 << PG_swapcache |
524                         1 << PG_writeback |
525                         1 << PG_reserved ))))
526                 bad_page(page);
527
528         /*
529          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
530          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
531          */
532         if (PageReserved(page))
533                 return 1;
534
535         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
536                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
537                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
538         set_page_private(page, 0);
539         set_page_refs(page, order);
540         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
541         return 0;
542 }
543
544 /* 
545  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
546  * Call me with the zone->lock already held.
547  */
548 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
549 {
550         struct free_area * area;
551         unsigned int current_order;
552         struct page *page;
553
554         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
555                 area = zone->free_area + current_order;
556                 if (list_empty(&area->free_list))
557                         continue;
558
559                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
560                 list_del(&page->lru);
561                 rmv_page_order(page);
562                 area->nr_free--;
563                 zone->free_pages -= 1UL << order;
564                 expand(zone, page, order, current_order, area);
565                 return page;
566         }
567
568         return NULL;
569 }
570
571 /* 
572  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
573  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
574  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
575  */
576 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
577                         unsigned long count, struct list_head *list)
578 {
579         int i;
580         
581         spin_lock(&zone->lock);
582         for (i = 0; i < count; ++i) {
583                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
584                 if (unlikely(page == NULL))
585                         break;
586                 list_add_tail(&page->lru, list);
587         }
588         spin_unlock(&zone->lock);
589         return i;
590 }
591
592 #ifdef CONFIG_NUMA
593 /*
594  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
595  * belong to the currently executing processor.
596  */
597 void drain_node_pages(int nodeid)
598 {
599         int i, z;
600         unsigned long flags;
601
602         local_irq_save(flags);
603         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
604                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
605                 struct per_cpu_pageset *pset;
606
607                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
608                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
609                         struct per_cpu_pages *pcp;
610
611                         pcp = &pset->pcp[i];
612                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
613                         pcp->count = 0;
614                 }
615         }
616         local_irq_restore(flags);
617 }
618 #endif
619
620 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
621 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
622 {
623         unsigned long flags;
624         struct zone *zone;
625         int i;
626
627         for_each_zone(zone) {
628                 struct per_cpu_pageset *pset;
629
630                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
631                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
632                         struct per_cpu_pages *pcp;
633
634                         pcp = &pset->pcp[i];
635                         local_irq_save(flags);
636                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
637                         pcp->count = 0;
638                         local_irq_restore(flags);
639                 }
640         }
641 }
642 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
643
644 #ifdef CONFIG_PM
645
646 void mark_free_pages(struct zone *zone)
647 {
648         unsigned long zone_pfn, flags;
649         int order;
650         struct list_head *curr;
651
652         if (!zone->spanned_pages)
653                 return;
654
655         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
656         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
657                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
658
659         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
660                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
661                         unsigned long start_pfn, i;
662
663                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
664
665                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
666                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
667         }
668         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
669 }
670
671 /*
672  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
673  */
674 void drain_local_pages(void)
675 {
676         unsigned long flags;
677
678         local_irq_save(flags);  
679         __drain_pages(smp_processor_id());
680         local_irq_restore(flags);       
681 }
682 #endif /* CONFIG_PM */
683
684 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z, int cpu)
685 {
686 #ifdef CONFIG_NUMA
687         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
688         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
689         struct per_cpu_pageset *p;
690
691         p = zone_pcp(z, cpu);
692         if (pg == orig) {
693                 p->numa_hit++;
694         } else {
695                 p->numa_miss++;
696                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
697         }
698         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
699                 p->local_node++;
700         else
701                 p->other_node++;
702 #endif
703 }
704
705 /*
706  * Free a 0-order page
707  */
708 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
709 {
710         struct zone *zone = page_zone(page);
711         struct per_cpu_pages *pcp;
712         unsigned long flags;
713
714         arch_free_page(page, 0);
715
716         if (PageAnon(page))
717                 page->mapping = NULL;
718         if (free_pages_check(page))
719                 return;
720
721         kernel_map_pages(page, 1, 0);
722
723         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
724         local_irq_save(flags);
725         __inc_page_state(pgfree);
726         list_add(&page->lru, &pcp->list);
727         pcp->count++;
728         if (pcp->count >= pcp->high) {
729                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
730                 pcp->count -= pcp->batch;
731         }
732         local_irq_restore(flags);
733         put_cpu();
734 }
735
736 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
737 {
738         free_hot_cold_page(page, 0);
739 }
740         
741 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
742 {
743         free_hot_cold_page(page, 1);
744 }
745
746 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
747 {
748         int i;
749
750         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
751         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
752                 clear_highpage(page + i);
753 }
754
755 #ifdef CONFIG_MMU
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                 BUG_ON(page_count(page + i));
772                 set_page_count(page + i, 1);
773         }
774 }
775 #endif
776
777 /*
778  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
779  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
780  * or two.
781  */
782 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
783                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
784 {
785         unsigned long flags;
786         struct page *page;
787         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
788         int cpu;
789
790 again:
791         cpu  = get_cpu();
792         if (likely(order == 0)) {
793                 struct per_cpu_pages *pcp;
794
795                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
796                 local_irq_save(flags);
797                 if (!pcp->count) {
798                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
799                                                 pcp->batch, &pcp->list);
800                         if (unlikely(!pcp->count))
801                                 goto failed;
802                 }
803                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
804                 list_del(&page->lru);
805                 pcp->count--;
806         } else {
807                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
808                 page = __rmqueue(zone, order);
809                 spin_unlock(&zone->lock);
810                 if (!page)
811                         goto failed;
812         }
813
814         __mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
815         zone_statistics(zonelist, zone, cpu);
816         local_irq_restore(flags);
817         put_cpu();
818
819         BUG_ON(bad_range(zone, page));
820         if (prep_new_page(page, order))
821                 goto again;
822
823         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
824                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
825
826         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
827                 prep_compound_page(page, order);
828         return page;
829
830 failed:
831         local_irq_restore(flags);
832         put_cpu();
833         return NULL;
834 }
835
836 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
837 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
838 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
839 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
840 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
841 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
842 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
843
844 /*
845  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
846  * of the allocation.
847  */
848 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
849                       int classzone_idx, int alloc_flags)
850 {
851         /* free_pages my go negative - that's OK */
852         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
853         int o;
854
855         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
856                 min -= min / 2;
857         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
858                 min -= min / 4;
859
860         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
861                 return 0;
862         for (o = 0; o < order; o++) {
863                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
864                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
865
866                 /* Require fewer higher order pages to be free */
867                 min >>= 1;
868
869                 if (free_pages <= min)
870                         return 0;
871         }
872         return 1;
873 }
874
875 /*
876  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
877  * a page.
878  */
879 static struct page *
880 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
881                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
882 {
883         struct zone **z = zonelist->zones;
884         struct page *page = NULL;
885         int classzone_idx = zone_idx(*z);
886
887         /*
888          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
889          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
890          */
891         do {
892                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
893                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
894                         continue;
895
896                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
897                         unsigned long mark;
898                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
899                                 mark = (*z)->pages_min;
900                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
901                                 mark = (*z)->pages_low;
902                         else
903                                 mark = (*z)->pages_high;
904                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
905                                     classzone_idx, alloc_flags))
906                                 if (!zone_reclaim_mode ||
907                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
908                                         continue;
909                 }
910
911                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
912                 if (page) {
913                         break;
914                 }
915         } while (*(++z) != NULL);
916         return page;
917 }
918
919 /*
920  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
921  */
922 struct page * fastcall
923 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
924                 struct zonelist *zonelist)
925 {
926         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
927         struct zone **z;
928         struct page *page;
929         struct reclaim_state reclaim_state;
930         struct task_struct *p = current;
931         int do_retry;
932         int alloc_flags;
933         int did_some_progress;
934
935         might_sleep_if(wait);
936
937 restart:
938         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
939
940         if (unlikely(*z == NULL)) {
941                 /* Should this ever happen?? */
942                 return NULL;
943         }
944
945         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
946                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
947         if (page)
948                 goto got_pg;
949
950         do {
951                 wakeup_kswapd(*z, order);
952         } while (*(++z));
953
954         /*
955          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
956          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
957          * to how we want to proceed.
958          *
959          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
960          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
961          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
962          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
963          */
964         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
965         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
966                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
967         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
968                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
969         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
970
971         /*
972          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
973          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
974          *
975          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
976          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
977          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
978          */
979         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
980         if (page)
981                 goto got_pg;
982
983         /* This allocation should allow future memory freeing. */
984
985         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
986                         && !in_interrupt()) {
987                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
988 nofail_alloc:
989                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
990                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
991                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
992                         if (page)
993                                 goto got_pg;
994                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
995                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
996                                 goto nofail_alloc;
997                         }
998                 }
999                 goto nopage;
1000         }
1001
1002         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1003         if (!wait)
1004                 goto nopage;
1005
1006 rebalance:
1007         cond_resched();
1008
1009         /* We now go into synchronous reclaim */
1010         cpuset_memory_pressure_bump();
1011         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1012         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1013         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1014
1015         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1016
1017         p->reclaim_state = NULL;
1018         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1019
1020         cond_resched();
1021
1022         if (likely(did_some_progress)) {
1023                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1024                                                 zonelist, alloc_flags);
1025                 if (page)
1026                         goto got_pg;
1027         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1028                 /*
1029                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1030                  * very high watermark here, this is only to catch
1031                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1032                  * under heavy pressure.
1033                  */
1034                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1035                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1036                 if (page)
1037                         goto got_pg;
1038
1039                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1040                 goto restart;
1041         }
1042
1043         /*
1044          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1045          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1046          *
1047          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1048          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1049          */
1050         do_retry = 0;
1051         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1052                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1053                         do_retry = 1;
1054                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1055                         do_retry = 1;
1056         }
1057         if (do_retry) {
1058                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1059                 goto rebalance;
1060         }
1061
1062 nopage:
1063         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1064                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1065                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1066                         p->comm, order, gfp_mask);
1067                 dump_stack();
1068                 show_mem();
1069         }
1070 got_pg:
1071         return page;
1072 }
1073
1074 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1075
1076 /*
1077  * Common helper functions.
1078  */
1079 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1080 {
1081         struct page * page;
1082         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1083         if (!page)
1084                 return 0;
1085         return (unsigned long) page_address(page);
1086 }
1087
1088 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1089
1090 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1091 {
1092         struct page * page;
1093
1094         /*
1095          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1096          * a highmem page
1097          */
1098         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1099
1100         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1101         if (page)
1102                 return (unsigned long) page_address(page);
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1107
1108 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1109 {
1110         int i = pagevec_count(pvec);
1111
1112         while (--i >= 0)
1113                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1114 }
1115
1116 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1117 {
1118         if (put_page_testzero(page)) {
1119                 if (order == 0)
1120                         free_hot_page(page);
1121                 else
1122                         __free_pages_ok(page, order);
1123         }
1124 }
1125
1126 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1127
1128 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1129 {
1130         if (addr != 0) {
1131                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1132                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1133         }
1134 }
1135
1136 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1137
1138 /*
1139  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1140  */
1141 unsigned int nr_free_pages(void)
1142 {
1143         unsigned int sum = 0;
1144         struct zone *zone;
1145
1146         for_each_zone(zone)
1147                 sum += zone->free_pages;
1148
1149         return sum;
1150 }
1151
1152 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1153
1154 #ifdef CONFIG_NUMA
1155 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1156 {
1157         unsigned int i, sum = 0;
1158
1159         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1160                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1161
1162         return sum;
1163 }
1164 #endif
1165
1166 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1167 {
1168         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1169         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1170         unsigned int sum = 0;
1171
1172         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1173         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1174         struct zone *zone;
1175
1176         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1177                 unsigned long size = zone->present_pages;
1178                 unsigned long high = zone->pages_high;
1179                 if (size > high)
1180                         sum += size - high;
1181         }
1182
1183         return sum;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1188  */
1189 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1190 {
1191         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1196  */
1197 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1198 {
1199         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1200 }
1201
1202 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1203 unsigned int nr_free_highpages (void)
1204 {
1205         pg_data_t *pgdat;
1206         unsigned int pages = 0;
1207
1208         for_each_pgdat(pgdat)
1209                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1210
1211         return pages;
1212 }
1213 #endif
1214
1215 #ifdef CONFIG_NUMA
1216 static void show_node(struct zone *zone)
1217 {
1218         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1219 }
1220 #else
1221 #define show_node(zone) do { } while (0)
1222 #endif
1223
1224 /*
1225  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1226  * The result is unavoidably approximate - it can change
1227  * during and after execution of this function.
1228  */
1229 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1230
1231 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1232 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1233 #ifdef CONFIG_SMP
1234 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1235 #endif
1236
1237 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1238 {
1239         unsigned cpu;
1240
1241         memset(ret, 0, nr * sizeof(unsigned long));
1242         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1243
1244         for_each_cpu_mask(cpu, *cpumask) {
1245                 unsigned long *in;
1246                 unsigned long *out;
1247                 unsigned off;
1248                 unsigned next_cpu;
1249
1250                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1251
1252                 next_cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1253                 if (likely(next_cpu < NR_CPUS))
1254                         prefetch(&per_cpu(page_states, next_cpu));
1255
1256                 out = (unsigned long *)ret;
1257                 for (off = 0; off < nr; off++)
1258                         *out++ += *in++;
1259         }
1260 }
1261
1262 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1263 {
1264         int nr;
1265         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1266
1267         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1268         nr /= sizeof(unsigned long);
1269
1270         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1271 }
1272
1273 void get_page_state(struct page_state *ret)
1274 {
1275         int nr;
1276         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1277
1278         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1279         nr /= sizeof(unsigned long);
1280
1281         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1282 }
1283
1284 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1285 {
1286         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1287
1288         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1289 }
1290
1291 unsigned long read_page_state_offset(unsigned long offset)
1292 {
1293         unsigned long ret = 0;
1294         int cpu;
1295
1296         for_each_online_cpu(cpu) {
1297                 unsigned long in;
1298
1299                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1300                 ret += *((unsigned long *)in);
1301         }
1302         return ret;
1303 }
1304
1305 void __mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1306 {
1307         void *ptr;
1308
1309         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1310         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1311 }
1312 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state_offset);
1313
1314 void mod_page_state_offset(unsigned long offset, unsigned long delta)
1315 {
1316         unsigned long flags;
1317         void *ptr;
1318
1319         local_irq_save(flags);
1320         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1321         *(unsigned long *)(ptr + offset) += delta;
1322         local_irq_restore(flags);
1323 }
1324 EXPORT_SYMBOL(mod_page_state_offset);
1325
1326 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1327                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1328 {
1329         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1330         int i;
1331
1332         *active = 0;
1333         *inactive = 0;
1334         *free = 0;
1335         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1336                 *active += zones[i].nr_active;
1337                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1338                 *free += zones[i].free_pages;
1339         }
1340 }
1341
1342 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1343                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1344 {
1345         struct pglist_data *pgdat;
1346
1347         *active = 0;
1348         *inactive = 0;
1349         *free = 0;
1350         for_each_pgdat(pgdat) {
1351                 unsigned long l, m, n;
1352                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1353                 *active += l;
1354                 *inactive += m;
1355                 *free += n;
1356         }
1357 }
1358
1359 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1360 {
1361         val->totalram = totalram_pages;
1362         val->sharedram = 0;
1363         val->freeram = nr_free_pages();
1364         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1365 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1366         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1367         val->freehigh = nr_free_highpages();
1368 #else
1369         val->totalhigh = 0;
1370         val->freehigh = 0;
1371 #endif
1372         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1373 }
1374
1375 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1376
1377 #ifdef CONFIG_NUMA
1378 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1379 {
1380         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1381
1382         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1383         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1384         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1385         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1386         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1387 }
1388 #endif
1389
1390 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1391
1392 /*
1393  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1394  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1395  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1396  */
1397 void show_free_areas(void)
1398 {
1399         struct page_state ps;
1400         int cpu, temperature;
1401         unsigned long active;
1402         unsigned long inactive;
1403         unsigned long free;
1404         struct zone *zone;
1405
1406         for_each_zone(zone) {
1407                 show_node(zone);
1408                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1409
1410                 if (!populated_zone(zone)) {
1411                         printk(" empty\n");
1412                         continue;
1413                 } else
1414                         printk("\n");
1415
1416                 for_each_online_cpu(cpu) {
1417                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1418
1419                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1420
1421                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1422                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1423                                         cpu,
1424                                         temperature ? "cold" : "hot",
1425                                         pageset->pcp[temperature].high,
1426                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1427                                         pageset->pcp[temperature].count);
1428                 }
1429         }
1430
1431         get_page_state(&ps);
1432         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1433
1434         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1435                 K(nr_free_pages()),
1436                 K(nr_free_highpages()));
1437
1438         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1439                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1440                 active,
1441                 inactive,
1442                 ps.nr_dirty,
1443                 ps.nr_writeback,
1444                 ps.nr_unstable,
1445                 nr_free_pages(),
1446                 ps.nr_slab,
1447                 ps.nr_mapped,
1448                 ps.nr_page_table_pages);
1449
1450         for_each_zone(zone) {
1451                 int i;
1452
1453                 show_node(zone);
1454                 printk("%s"
1455                         " free:%lukB"
1456                         " min:%lukB"
1457                         " low:%lukB"
1458                         " high:%lukB"
1459                         " active:%lukB"
1460                         " inactive:%lukB"
1461                         " present:%lukB"
1462                         " pages_scanned:%lu"
1463                         " all_unreclaimable? %s"
1464                         "\n",
1465                         zone->name,
1466                         K(zone->free_pages),
1467                         K(zone->pages_min),
1468                         K(zone->pages_low),
1469                         K(zone->pages_high),
1470                         K(zone->nr_active),
1471                         K(zone->nr_inactive),
1472                         K(zone->present_pages),
1473                         zone->pages_scanned,
1474                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1475                         );
1476                 printk("lowmem_reserve[]:");
1477                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1478                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1479                 printk("\n");
1480         }
1481
1482         for_each_zone(zone) {
1483                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1484
1485                 show_node(zone);
1486                 printk("%s: ", zone->name);
1487                 if (!populated_zone(zone)) {
1488                         printk("empty\n");
1489                         continue;
1490                 }
1491
1492                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1493                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1494                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1495                         total += nr << order;
1496                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1497                 }
1498                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1499                 printk("= %lukB\n", K(total));
1500         }
1501
1502         show_swap_cache_info();
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Builds allocation fallback zone lists.
1507  *
1508  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1509  */
1510 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1511                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1512 {
1513         struct zone *zone;
1514
1515         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1516
1517         do {
1518                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1519                 if (populated_zone(zone)) {
1520 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1521                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1522 #endif
1523                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1524                         check_highest_zone(zone_type);
1525                 }
1526                 zone_type--;
1527
1528         } while (zone_type >= 0);
1529         return nr_zones;
1530 }
1531
1532 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1533 {
1534         int res = ZONE_NORMAL;
1535         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1536                 res = ZONE_HIGHMEM;
1537         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1538                 res = ZONE_DMA32;
1539         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1540                 res = ZONE_DMA;
1541         return res;
1542 }
1543
1544 #ifdef CONFIG_NUMA
1545 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1546 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1547 /**
1548  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1549  * @node: node whose fallback list we're appending
1550  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1551  *
1552  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1553  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1554  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1555  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1556  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1557  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1558  * on them otherwise.
1559  * It returns -1 if no node is found.
1560  */
1561 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1562 {
1563         int n, val;
1564         int min_val = INT_MAX;
1565         int best_node = -1;
1566
1567         /* Use the local node if we haven't already */
1568         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1569                 node_set(node, *used_node_mask);
1570                 return node;
1571         }
1572
1573         for_each_online_node(n) {
1574                 cpumask_t tmp;
1575
1576                 /* Don't want a node to appear more than once */
1577                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1578                         continue;
1579
1580                 /* Use the distance array to find the distance */
1581                 val = node_distance(node, n);
1582
1583                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1584                 val += (n < node);
1585
1586                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1587                 tmp = node_to_cpumask(n);
1588                 if (!cpus_empty(tmp))
1589                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1590
1591                 /* Slight preference for less loaded node */
1592                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1593                 val += node_load[n];
1594
1595                 if (val < min_val) {
1596                         min_val = val;
1597                         best_node = n;
1598                 }
1599         }
1600
1601         if (best_node >= 0)
1602                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1603
1604         return best_node;
1605 }
1606
1607 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1608 {
1609         int i, j, k, node, local_node;
1610         int prev_node, load;
1611         struct zonelist *zonelist;
1612         nodemask_t used_mask;
1613
1614         /* initialize zonelists */
1615         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1616                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1617                 zonelist->zones[0] = NULL;
1618         }
1619
1620         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1621         local_node = pgdat->node_id;
1622         load = num_online_nodes();
1623         prev_node = local_node;
1624         nodes_clear(used_mask);
1625         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1626                 int distance = node_distance(local_node, node);
1627
1628                 /*
1629                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1630                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1631                  */
1632                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1633                         zone_reclaim_mode = 1;
1634
1635                 /*
1636                  * We don't want to pressure a particular node.
1637                  * So adding penalty to the first node in same
1638                  * distance group to make it round-robin.
1639                  */
1640
1641                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1642                         node_load[node] += load;
1643                 prev_node = node;
1644                 load--;
1645                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1646                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1647                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1648
1649                         k = highest_zone(i);
1650
1651                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1652                         zonelist->zones[j] = NULL;
1653                 }
1654         }
1655 }
1656
1657 #else   /* CONFIG_NUMA */
1658
1659 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1660 {
1661         int i, j, k, node, local_node;
1662
1663         local_node = pgdat->node_id;
1664         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1665                 struct zonelist *zonelist;
1666
1667                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1668
1669                 j = 0;
1670                 k = highest_zone(i);
1671                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1672                 /*
1673                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1674                  * of all the other nodes.
1675                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1676                  * building the zones for node N, we make sure that the
1677                  * zones coming right after the local ones are those from
1678                  * node N+1 (modulo N)
1679                  */
1680                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1681                         if (!node_online(node))
1682                                 continue;
1683                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1684                 }
1685                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1686                         if (!node_online(node))
1687                                 continue;
1688                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1689                 }
1690
1691                 zonelist->zones[j] = NULL;
1692         }
1693 }
1694
1695 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1696
1697 void __init build_all_zonelists(void)
1698 {
1699         int i;
1700
1701         for_each_online_node(i)
1702                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1703         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1704         cpuset_init_current_mems_allowed();
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1709  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1710  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1711  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1712  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1713  * conservative, even though it seems large.
1714  *
1715  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1716  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1717  */
1718 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1719
1720 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1721 {
1722         unsigned long size = 1;
1723
1724         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1725
1726         while (size < pages)
1727                 size <<= 1;
1728
1729         /*
1730          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1731          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1732          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1733          */
1734         size = min(size, 4096UL);
1735
1736         return max(size, 4UL);
1737 }
1738
1739 /*
1740  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1741  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1742  * hash function before the remainder is taken.
1743  */
1744 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1745 {
1746         return ffz(~size);
1747 }
1748
1749 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1750
1751 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1752                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1753 {
1754         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1755         int i;
1756
1757         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1758                 totalpages += zones_size[i];
1759         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1760
1761         realtotalpages = totalpages;
1762         if (zholes_size)
1763                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1764                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1765         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1766         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1767 }
1768
1769
1770 /*
1771  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1772  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1773  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1774  */
1775 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1776                 unsigned long start_pfn)
1777 {
1778         struct page *page;
1779         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1780         unsigned long pfn;
1781
1782         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1783                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1784                         continue;
1785                 page = pfn_to_page(pfn);
1786                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1787                 set_page_count(page, 1);
1788                 reset_page_mapcount(page);
1789                 SetPageReserved(page);
1790                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1791 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1792                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1793                 if (!is_highmem_idx(zone))
1794                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1795 #endif
1796         }
1797 }
1798
1799 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1800                                 unsigned long size)
1801 {
1802         int order;
1803         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1804                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1805                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1806         }
1807 }
1808
1809 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1810 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1811                 unsigned long size)
1812 {
1813         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1814         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1815
1816         if (FLAGS_HAS_NODE)
1817                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1818         else
1819                 for (; snum <= end; snum++)
1820                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1821 }
1822
1823 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1824 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1825         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1826 #endif
1827
1828 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1829 {
1830         int batch;
1831
1832         /*
1833          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1834          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1835          *
1836          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1837          */
1838         batch = zone->present_pages / 1024;
1839         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1840                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1841         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1842         if (batch < 1)
1843                 batch = 1;
1844
1845         /*
1846          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1847          * of 2 value was found to be more likely to have
1848          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1849          *
1850          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1851          * batches of pages, one task can end up with a lot
1852          * of pages of one half of the possible page colors
1853          * and the other with pages of the other colors.
1854          */
1855         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1856
1857         return batch;
1858 }
1859
1860 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1861 {
1862         struct per_cpu_pages *pcp;
1863
1864         memset(p, 0, sizeof(*p));
1865
1866         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1867         pcp->count = 0;
1868         pcp->high = 6 * batch;
1869         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1870         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1871
1872         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1873         pcp->count = 0;
1874         pcp->high = 2 * batch;
1875         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1876         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1877 }
1878
1879 /*
1880  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1881  * to the value high for the pageset p.
1882  */
1883
1884 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1885                                 unsigned long high)
1886 {
1887         struct per_cpu_pages *pcp;
1888
1889         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1890         pcp->high = high;
1891         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1892         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1893                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1894 }
1895
1896
1897 #ifdef CONFIG_NUMA
1898 /*
1899  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1900  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1901  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1902  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1903  * with interrupts disabled.
1904  *
1905  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1906  *
1907  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1908  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1909  * hotplugged processors.
1910  *
1911  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1912  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1913  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1914  */
1915 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1916
1917 /*
1918  * Dynamically allocate memory for the
1919  * per cpu pageset array in struct zone.
1920  */
1921 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1922 {
1923         struct zone *zone, *dzone;
1924
1925         for_each_zone(zone) {
1926
1927                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1928                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1929                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1930                         goto bad;
1931
1932                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1933
1934                 if (percpu_pagelist_fraction)
1935                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1936                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1937         }
1938
1939         return 0;
1940 bad:
1941         for_each_zone(dzone) {
1942                 if (dzone == zone)
1943                         break;
1944                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1945                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1946         }
1947         return -ENOMEM;
1948 }
1949
1950 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1951 {
1952         struct zone *zone;
1953
1954         for_each_zone(zone) {
1955                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1956
1957                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1958                 kfree(pset);
1959         }
1960 }
1961
1962 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1963                 unsigned long action,
1964                 void *hcpu)
1965 {
1966         int cpu = (long)hcpu;
1967         int ret = NOTIFY_OK;
1968
1969         switch (action) {
1970                 case CPU_UP_PREPARE:
1971                         if (process_zones(cpu))
1972                                 ret = NOTIFY_BAD;
1973                         break;
1974                 case CPU_UP_CANCELED:
1975                 case CPU_DEAD:
1976                         free_zone_pagesets(cpu);
1977                         break;
1978                 default:
1979                         break;
1980         }
1981         return ret;
1982 }
1983
1984 static struct notifier_block pageset_notifier =
1985         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1986
1987 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1988 {
1989         int err;
1990
1991         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1992          * A cpuup callback will do this for every cpu
1993          * as it comes online
1994          */
1995         err = process_zones(smp_processor_id());
1996         BUG_ON(err);
1997         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1998 }
1999
2000 #endif
2001
2002 static __meminit
2003 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2004 {
2005         int i;
2006         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2007
2008         /*
2009          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2010          * per zone.
2011          */
2012         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
2013         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
2014         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2015                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
2016                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
2017
2018         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
2019                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2020 }
2021
2022 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2023 {
2024         int cpu;
2025         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2026
2027         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2028 #ifdef CONFIG_NUMA
2029                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2030                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2031                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2032 #else
2033                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2034 #endif
2035         }
2036         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2037                 zone->name, zone->present_pages, batch);
2038 }
2039
2040 static __meminit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2041                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
2042 {
2043         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2044
2045         zone_wait_table_init(zone, size);
2046         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2047
2048         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
2049         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2050
2051         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2052
2053         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Set up the zone data structures:
2058  *   - mark all pages reserved
2059  *   - mark all memory queues empty
2060  *   - clear the memory bitmaps
2061  */
2062 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2063                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2064 {
2065         unsigned long j;
2066         int nid = pgdat->node_id;
2067         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2068
2069         pgdat_resize_init(pgdat);
2070         pgdat->nr_zones = 0;
2071         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2072         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2073         
2074         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2075                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2076                 unsigned long size, realsize;
2077
2078                 realsize = size = zones_size[j];
2079                 if (zholes_size)
2080                         realsize -= zholes_size[j];
2081
2082                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2083                         nr_kernel_pages += realsize;
2084                 nr_all_pages += realsize;
2085
2086                 zone->spanned_pages = size;
2087                 zone->present_pages = realsize;
2088                 zone->name = zone_names[j];
2089                 spin_lock_init(&zone->lock);
2090                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2091                 zone_seqlock_init(zone);
2092                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2093                 zone->free_pages = 0;
2094
2095                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2096
2097                 zone_pcp_init(zone);
2098                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2099                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2100                 zone->nr_scan_active = 0;
2101                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2102                 zone->nr_active = 0;
2103                 zone->nr_inactive = 0;
2104                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2105                 if (!size)
2106                         continue;
2107
2108                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2109                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2110                 zone_start_pfn += size;
2111         }
2112 }
2113
2114 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2115 {
2116         /* Skip empty nodes */
2117         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2118                 return;
2119
2120 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2121         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2122         if (!pgdat->node_mem_map) {
2123                 unsigned long size;
2124                 struct page *map;
2125
2126                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2127                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2128                 if (!map)
2129                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2130                 pgdat->node_mem_map = map;
2131         }
2132 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2133         /*
2134          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2135          */
2136         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2137                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2138 #endif
2139 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2140 }
2141
2142 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2143                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2144                 unsigned long *zholes_size)
2145 {
2146         pgdat->node_id = nid;
2147         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2148         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2149
2150         alloc_node_mem_map(pgdat);
2151
2152         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2153 }
2154
2155 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2156 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2157 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2158
2159 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2160 #endif
2161
2162 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2163 {
2164         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2165                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2166 }
2167
2168 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2169
2170 #include <linux/seq_file.h>
2171
2172 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2173 {
2174         pg_data_t *pgdat;
2175         loff_t node = *pos;
2176
2177         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2178                 --node;
2179
2180         return pgdat;
2181 }
2182
2183 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2184 {
2185         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2186
2187         (*pos)++;
2188         return pgdat->pgdat_next;
2189 }
2190
2191 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2192 {
2193 }
2194
2195 /* 
2196  * This walks the free areas for each zone.
2197  */
2198 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2199 {
2200         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2201         struct zone *zone;
2202         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2203         unsigned long flags;
2204         int order;
2205
2206         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2207                 if (!populated_zone(zone))
2208                         continue;
2209
2210                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2211                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2212                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2213                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2214                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2215                 seq_putc(m, '\n');
2216         }
2217         return 0;
2218 }
2219
2220 struct seq_operations fragmentation_op = {
2221         .start  = frag_start,
2222         .next   = frag_next,
2223         .stop   = frag_stop,
2224         .show   = frag_show,
2225 };
2226
2227 /*
2228  * Output information about zones in @pgdat.
2229  */
2230 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2231 {
2232         pg_data_t *pgdat = arg;
2233         struct zone *zone;
2234         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2235         unsigned long flags;
2236
2237         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2238                 int i;
2239
2240                 if (!populated_zone(zone))
2241                         continue;
2242
2243                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2244                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2245                 seq_printf(m,
2246                            "\n  pages free     %lu"
2247                            "\n        min      %lu"
2248                            "\n        low      %lu"
2249                            "\n        high     %lu"
2250                            "\n        active   %lu"
2251                            "\n        inactive %lu"
2252                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2253                            "\n        spanned  %lu"
2254                            "\n        present  %lu",
2255                            zone->free_pages,
2256                            zone->pages_min,
2257                            zone->pages_low,
2258                            zone->pages_high,
2259                            zone->nr_active,
2260                            zone->nr_inactive,
2261                            zone->pages_scanned,
2262                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2263                            zone->spanned_pages,
2264                            zone->present_pages);
2265                 seq_printf(m,
2266                            "\n        protection: (%lu",
2267                            zone->lowmem_reserve[0]);
2268                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2269                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2270                 seq_printf(m,
2271                            ")"
2272                            "\n  pagesets");
2273                 for_each_online_cpu(i) {
2274                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2275                         int j;
2276
2277                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2278                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2279                                 if (pageset->pcp[j].count)
2280                                         break;
2281                         }
2282                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2283                                 continue;
2284                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2285                                 seq_printf(m,
2286                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2287                                            "\n              count: %i"
2288                                            "\n              high:  %i"
2289                                            "\n              batch: %i",
2290                                            i, j,
2291                                            pageset->pcp[j].count,
2292                                            pageset->pcp[j].high,
2293                                            pageset->pcp[j].batch);
2294                         }
2295 #ifdef CONFIG_NUMA
2296                         seq_printf(m,
2297                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2298                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2299                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2300                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2301                                    "\n            local_node:     %lu"
2302                                    "\n            other_node:     %lu",
2303                                    pageset->numa_hit,
2304                                    pageset->numa_miss,
2305                                    pageset->numa_foreign,
2306                                    pageset->interleave_hit,
2307                                    pageset->local_node,
2308                                    pageset->other_node);
2309 #endif
2310                 }
2311                 seq_printf(m,
2312                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2313                            "\n  prev_priority:     %i"
2314                            "\n  temp_priority:     %i"
2315                            "\n  start_pfn:         %lu",
2316                            zone->all_unreclaimable,
2317                            zone->prev_priority,
2318                            zone->temp_priority,
2319                            zone->zone_start_pfn);
2320                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2321                 seq_putc(m, '\n');
2322         }
2323         return 0;
2324 }
2325
2326 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2327         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2328                                * fragmentation. */
2329         .next   = frag_next,
2330         .stop   = frag_stop,
2331         .show   = zoneinfo_show,
2332 };
2333
2334 static char *vmstat_text[] = {
2335         "nr_dirty",
2336         "nr_writeback",
2337         "nr_unstable",
2338         "nr_page_table_pages",
2339         "nr_mapped",
2340         "nr_slab",
2341
2342         "pgpgin",
2343         "pgpgout",
2344         "pswpin",
2345         "pswpout",
2346
2347         "pgalloc_high",
2348         "pgalloc_normal",
2349         "pgalloc_dma32",
2350         "pgalloc_dma",
2351
2352         "pgfree",
2353         "pgactivate",
2354         "pgdeactivate",
2355
2356         "pgfault",
2357         "pgmajfault",
2358
2359         "pgrefill_high",
2360         "pgrefill_normal",
2361         "pgrefill_dma32",
2362         "pgrefill_dma",
2363
2364         "pgsteal_high",
2365         "pgsteal_normal",
2366         "pgsteal_dma32",
2367         "pgsteal_dma",
2368
2369         "pgscan_kswapd_high",
2370         "pgscan_kswapd_normal",
2371         "pgscan_kswapd_dma32",
2372         "pgscan_kswapd_dma",
2373
2374         "pgscan_direct_high",
2375         "pgscan_direct_normal",
2376         "pgscan_direct_dma32",
2377         "pgscan_direct_dma",
2378
2379         "pginodesteal",
2380         "slabs_scanned",
2381         "kswapd_steal",
2382         "kswapd_inodesteal",
2383         "pageoutrun",
2384         "allocstall",
2385
2386         "pgrotated",
2387         "nr_bounce",
2388 };
2389
2390 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2391 {
2392         struct page_state *ps;
2393
2394         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2395                 return NULL;
2396
2397         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2398         m->private = ps;
2399         if (!ps)
2400                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2401         get_full_page_state(ps);
2402         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2403         ps->pgpgout /= 2;
2404         return (unsigned long *)ps + *pos;
2405 }
2406
2407 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2408 {
2409         (*pos)++;
2410         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2411                 return NULL;
2412         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2413 }
2414
2415 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2416 {
2417         unsigned long *l = arg;
2418         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2419
2420         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2425 {
2426         kfree(m->private);
2427         m->private = NULL;
2428 }
2429
2430 struct seq_operations vmstat_op = {
2431         .start  = vmstat_start,
2432         .next   = vmstat_next,
2433         .stop   = vmstat_stop,
2434         .show   = vmstat_show,
2435 };
2436
2437 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2438
2439 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2440 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2441                                  unsigned long action, void *hcpu)
2442 {
2443         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2444         long *count;
2445         unsigned long *src, *dest;
2446
2447         if (action == CPU_DEAD) {
2448                 int i;
2449
2450                 /* Drain local pagecache count. */
2451                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2452                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2453                 *count = 0;
2454                 local_irq_disable();
2455                 __drain_pages(cpu);
2456
2457                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2458                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2459                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2460
2461                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2462                                 i++) {
2463                         dest[i] += src[i];
2464                         src[i] = 0;
2465                 }
2466
2467                 local_irq_enable();
2468         }
2469         return NOTIFY_OK;
2470 }
2471 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2472
2473 void __init page_alloc_init(void)
2474 {
2475         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2476 }
2477
2478 /*
2479  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2480  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2481  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2482  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2483  */
2484 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2485 {
2486         struct pglist_data *pgdat;
2487         int j, idx;
2488
2489         for_each_pgdat(pgdat) {
2490                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2491                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2492                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2493
2494                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2495
2496                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2497                                 struct zone *lower_zone;
2498
2499                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2500                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2501
2502                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2503                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2504                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2505                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2506                         }
2507                 }
2508         }
2509 }
2510
2511 /*
2512  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2513  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2514  *      with respect to min_free_kbytes.
2515  */
2516 void setup_per_zone_pages_min(void)
2517 {
2518         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2519         unsigned long lowmem_pages = 0;
2520         struct zone *zone;
2521         unsigned long flags;
2522
2523         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2524         for_each_zone(zone) {
2525                 if (!is_highmem(zone))
2526                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2527         }
2528
2529         for_each_zone(zone) {
2530                 unsigned long tmp;
2531                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2532                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2533                 if (is_highmem(zone)) {
2534                         /*
2535                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2536                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2537                          * value here.
2538                          *
2539                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2540                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2541                          * not be capped for highmem.
2542                          */
2543                         int min_pages;
2544
2545                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2546                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2547                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2548                         if (min_pages > 128)
2549                                 min_pages = 128;
2550                         zone->pages_min = min_pages;
2551                 } else {
2552                         /*
2553                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2554                          * proportionate to the zone's size.
2555                          */
2556                         zone->pages_min = tmp;
2557                 }
2558
2559                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2560                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2561                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2562         }
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Initialise min_free_kbytes.
2567  *
2568  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2569  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2570  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2571  *
2572  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2573  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2574  *
2575  * which yields
2576  *
2577  * 16MB:        512k
2578  * 32MB:        724k
2579  * 64MB:        1024k
2580  * 128MB:       1448k
2581  * 256MB:       2048k
2582  * 512MB:       2896k
2583  * 1024MB:      4096k
2584  * 2048MB:      5792k
2585  * 4096MB:      8192k
2586  * 8192MB:      11584k
2587  * 16384MB:     16384k
2588  */
2589 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2590 {
2591         unsigned long lowmem_kbytes;
2592
2593         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2594
2595         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2596         if (min_free_kbytes < 128)
2597                 min_free_kbytes = 128;
2598         if (min_free_kbytes > 65536)
2599                 min_free_kbytes = 65536;
2600         setup_per_zone_pages_min();
2601         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2602         return 0;
2603 }
2604 module_init(init_per_zone_pages_min)
2605
2606 /*
2607  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2608  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2609  *      changes.
2610  */
2611 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2612         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2613 {
2614         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2615         setup_per_zone_pages_min();
2616         return 0;
2617 }
2618
2619 /*
2620  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2621  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2622  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2623  *
2624  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2625  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2626  * if in function of the boot time zone sizes.
2627  */
2628 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2629         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2630 {
2631         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2632         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2633         return 0;
2634 }
2635
2636 /*
2637  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2638  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2639  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2640  */
2641
2642 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2643         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2644 {
2645         struct zone *zone;
2646         unsigned int cpu;
2647         int ret;
2648
2649         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2650         if (!write || (ret == -EINVAL))
2651                 return ret;
2652         for_each_zone(zone) {
2653                 for_each_online_cpu(cpu) {
2654                         unsigned long  high;
2655                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2656                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2657                 }
2658         }
2659         return 0;
2660 }
2661
2662 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2663
2664 #ifdef CONFIG_NUMA
2665 static int __init set_hashdist(char *str)
2666 {
2667         if (!str)
2668                 return 0;
2669         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2670         return 1;
2671 }
2672 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2673 #endif
2674
2675 /*
2676  * allocate a large system hash table from bootmem
2677  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2678  *   quantity of entries
2679  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2680  */
2681 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2682                                      unsigned long bucketsize,
2683                                      unsigned long numentries,
2684                                      int scale,
2685                                      int flags,
2686                                      unsigned int *_hash_shift,
2687                                      unsigned int *_hash_mask,
2688                                      unsigned long limit)
2689 {
2690         unsigned long long max = limit;
2691         unsigned long log2qty, size;
2692         void *table = NULL;
2693
2694         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2695         if (!numentries) {
2696                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2697                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2698                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2699                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2700                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2701
2702                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2703                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2704                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2705                 else
2706                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2707         }
2708         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2709         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2710
2711         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2712         if (max == 0) {
2713                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2714                 do_div(max, bucketsize);
2715         }
2716
2717         if (numentries > max)
2718                 numentries = max;
2719
2720         log2qty = long_log2(numentries);
2721
2722         do {
2723                 size = bucketsize << log2qty;
2724                 if (flags & HASH_EARLY)
2725                         table = alloc_bootmem(size);
2726                 else if (hashdist)
2727                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2728                 else {
2729                         unsigned long order;
2730                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2731                                 ;
2732                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2733                 }
2734         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2735
2736         if (!table)
2737                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2738
2739         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2740                tablename,
2741                (1U << log2qty),
2742                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2743                size);
2744
2745         if (_hash_shift)
2746                 *_hash_shift = log2qty;
2747         if (_hash_mask)
2748                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2749
2750         return table;
2751 }