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