Merge to Fedora kernel-2.6.18-1.2224_FC5 patched with stable patch-2.6.18.1-vs2.0...
[linux-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/vs_limit.h>
41
42 #include <asm/tlbflush.h>
43 #include <asm/div64.h>
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
48  * initializer cleaner
49  */
50 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
51 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
52 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
53 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
54 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
55 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
56 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
57 long nr_swap_pages;
58 int percpu_pagelist_fraction;
59
60 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
61
62 /*
63  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
64  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
65  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
66  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
67  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
68  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
69  *
70  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
71  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
72  */
73 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
74
75 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
76
77 /*
78  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
79  * id is encoded in the upper bits of page->flags
80  */
81 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
82 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
83
84 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
85 int min_free_kbytes = 1024;
86
87 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
88 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
89
90 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
91 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
92 {
93         int ret = 0;
94         unsigned seq;
95         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
96
97         do {
98                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
99                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
100                         ret = 1;
101                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
102                         ret = 1;
103         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
104
105         return ret;
106 }
107
108 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
109 {
110 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
111         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
112                 return 0;
113 #endif
114         if (zone != page_zone(page))
115                 return 0;
116
117         return 1;
118 }
119 /*
120  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
121  */
122 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
123 {
124         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
125                 return 1;
126         if (!page_is_consistent(zone, page))
127                 return 1;
128
129         return 0;
130 }
131
132 #else
133 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
134 {
135         return 0;
136 }
137 #endif
138
139 static void bad_page(struct page *page)
140 {
141         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
142                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d (%s)\n"
143                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
144                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
145                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
146                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
147                 page_mapcount(page), page_count(page), print_tainted());
148         dump_stack();
149         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
150                         1 << PG_private |
151                         1 << PG_locked  |
152                         1 << PG_active  |
153                         1 << PG_dirty   |
154                         1 << PG_reclaim |
155                         1 << PG_slab    |
156                         1 << PG_swapcache |
157                         1 << PG_writeback |
158                         1 << PG_buddy );
159         set_page_count(page, 0);
160         reset_page_mapcount(page);
161         page->mapping = NULL;
162         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
163 }
164
165 /*
166  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
167  *
168  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
169  *
170  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
171  *
172  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
173  * the head page (even the head page has this).
174  *
175  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
176  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
177  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
178  */
179
180 static void free_compound_page(struct page *page)
181 {
182         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
183 }
184
185 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
186 {
187         int i;
188         int nr_pages = 1 << order;
189
190         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
191         page[1].lru.prev = (void *)order;
192         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
193                 struct page *p = page + i;
194
195                 __SetPageCompound(p);
196                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
197         }
198 }
199
200 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
201 {
202         int i;
203         int nr_pages = 1 << order;
204
205         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
206                 bad_page(page);
207
208         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
209                 struct page *p = page + i;
210
211                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
212                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
213                         bad_page(page);
214                 __ClearPageCompound(p);
215         }
216 }
217
218 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
219 {
220         int i;
221
222         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
223         /*
224          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
225          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
226          */
227         BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
228         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
229                 clear_highpage(page + i);
230 }
231
232 /*
233  * function for dealing with page's order in buddy system.
234  * zone->lock is already acquired when we use these.
235  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
236  */
237 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
238 {
239         return page_private(page);
240 }
241
242 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
243 {
244         set_page_private(page, order);
245         __SetPageBuddy(page);
246 }
247
248 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
249 {
250         __ClearPageBuddy(page);
251         set_page_private(page, 0);
252 }
253
254 /*
255  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
256  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
257  *
258  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
259  * the following equation:
260  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
261  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
262  * 1 buddy is #10:
263  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
264  *
265  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
266  * satisfies the following equation:
267  *     P = B & ~(1 << O)
268  *
269  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
270  */
271 static inline struct page *
272 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
273 {
274         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
275
276         return page + (buddy_idx - page_idx);
277 }
278
279 static inline unsigned long
280 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
281 {
282         return (page_idx & ~(1 << order));
283 }
284
285 /*
286  * This function checks whether a page is free && is the buddy
287  * we can do coalesce a page and its buddy if
288  * (a) the buddy is not in a hole &&
289  * (b) the buddy is in the buddy system &&
290  * (c) a page and its buddy have the same order &&
291  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
292  *
293  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
294  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
295  *
296  * For recording page's order, we use page_private(page).
297  */
298 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
299                                                                 int order)
300 {
301 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
302         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
303                 return 0;
304 #endif
305
306         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
307                 return 0;
308
309         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
310                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
311                 return 1;
312         }
313         return 0;
314 }
315
316 /*
317  * Freeing function for a buddy system allocator.
318  *
319  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
320  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
321  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
322  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
323  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
324  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
325  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
326  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
327  * parts of the VM system.
328  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
329  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
330  * order is recorded in page_private(page) field.
331  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
332  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
333  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
334  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
335  * triggers coalescing into a block of larger size.            
336  *
337  * -- wli
338  */
339
340 static inline void __free_one_page(struct page *page,
341                 struct zone *zone, unsigned int order)
342 {
343         unsigned long page_idx;
344         int order_size = 1 << order;
345
346         if (unlikely(PageCompound(page)))
347                 destroy_compound_page(page, order);
348
349         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
350
351         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
352         BUG_ON(bad_range(zone, page));
353
354         zone->free_pages += order_size;
355         while (order < MAX_ORDER-1) {
356                 unsigned long combined_idx;
357                 struct free_area *area;
358                 struct page *buddy;
359
360                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
361                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
362                         break;          /* Move the buddy up one level. */
363
364                 list_del(&buddy->lru);
365                 area = zone->free_area + order;
366                 area->nr_free--;
367                 rmv_page_order(buddy);
368                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
369                 page = page + (combined_idx - page_idx);
370                 page_idx = combined_idx;
371                 order++;
372         }
373         set_page_order(page, order);
374         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
375         zone->free_area[order].nr_free++;
376 }
377
378 static inline int free_pages_check(struct page *page)
379 {
380         if (unlikely(page_mapcount(page) |
381                 (page->mapping != NULL)  |
382                 (page_count(page) != 0)  |
383                 (page->flags & (
384                         1 << PG_lru     |
385                         1 << PG_private |
386                         1 << PG_locked  |
387                         1 << PG_active  |
388                         1 << PG_reclaim |
389                         1 << PG_slab    |
390                         1 << PG_swapcache |
391                         1 << PG_writeback |
392                         1 << PG_reserved |
393                         1 << PG_buddy ))))
394                 bad_page(page);
395         if (PageDirty(page))
396                 __ClearPageDirty(page);
397         /*
398          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
399          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
400          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
401          */
402         return PageReserved(page);
403 }
404
405 /*
406  * Frees a list of pages. 
407  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
408  * count is the number of pages to free.
409  *
410  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
411  * see if this freeing clears that state.
412  *
413  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
414  * pinned" detection logic.
415  */
416 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
417                                         struct list_head *list, int order)
418 {
419         spin_lock(&zone->lock);
420         zone->all_unreclaimable = 0;
421         zone->pages_scanned = 0;
422         while (count--) {
423                 struct page *page;
424
425                 BUG_ON(list_empty(list));
426                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
427                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
428                 list_del(&page->lru);
429                 __free_one_page(page, zone, order);
430         }
431         spin_unlock(&zone->lock);
432 }
433
434 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
435 {
436         LIST_HEAD(list);
437         list_add(&page->lru, &list);
438         free_pages_bulk(zone, 1, &list, order);
439 }
440
441 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
442 {
443         unsigned long flags;
444         int i;
445         int reserved = 0;
446
447         if (arch_free_page(page, order))
448                 return;
449         if (!PageHighMem(page))
450                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
451                                            PAGE_SIZE<<order);
452
453         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
454                 reserved += free_pages_check(page + i);
455         if (reserved)
456                 return;
457
458         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
459         local_irq_save(flags);
460         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
461         free_one_page(page_zone(page), page, order);
462         local_irq_restore(flags);
463 }
464
465 /*
466  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
467  */
468 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
469 {
470         if (order == 0) {
471                 __ClearPageReserved(page);
472                 set_page_count(page, 0);
473                 set_page_refcounted(page);
474                 __free_page(page);
475         } else {
476                 int loop;
477
478                 prefetchw(page);
479                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
480                         struct page *p = &page[loop];
481
482                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
483                                 prefetchw(p + 1);
484                         __ClearPageReserved(p);
485                         set_page_count(p, 0);
486                 }
487
488                 set_page_refcounted(page);
489                 __free_pages(page, order);
490         }
491 }
492
493
494 /*
495  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
496  * Please do not alter this order without good reasons and regression
497  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
498  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
499  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
500  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
501  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
502  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
503  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
504  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
505  *
506  * -- wli
507  */
508 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
509         int low, int high, struct free_area *area)
510 {
511         unsigned long size = 1 << high;
512
513         while (high > low) {
514                 area--;
515                 high--;
516                 size >>= 1;
517                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
518                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
519                 area->nr_free++;
520                 set_page_order(&page[size], high);
521         }
522 }
523
524 /*
525  * This page is about to be returned from the page allocator
526  */
527 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
528 {
529         if (unlikely(page_mapcount(page) |
530                 (page->mapping != NULL)  |
531                 (page_count(page) != 0)  |
532                 (page->flags & (
533                         1 << PG_lru     |
534                         1 << PG_private |
535                         1 << PG_locked  |
536                         1 << PG_active  |
537                         1 << PG_dirty   |
538                         1 << PG_reclaim |
539                         1 << PG_slab    |
540                         1 << PG_swapcache |
541                         1 << PG_writeback |
542                         1 << PG_reserved |
543                         1 << PG_buddy ))))
544                 bad_page(page);
545
546         /*
547          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
548          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
549          */
550         if (PageReserved(page))
551                 return 1;
552
553         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
554                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
555                         1 << PG_fs_misc | 1 << PG_mappedtodisk);
556         set_page_private(page, 0);
557         set_page_refcounted(page);
558         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
559
560         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
561                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
562
563         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
564                 prep_compound_page(page, order);
565
566         return 0;
567 }
568
569 /* 
570  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
571  * Call me with the zone->lock already held.
572  */
573 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
574 {
575         struct free_area * area;
576         unsigned int current_order;
577         struct page *page;
578
579         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
580                 area = zone->free_area + current_order;
581                 if (list_empty(&area->free_list))
582                         continue;
583
584                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
585                 list_del(&page->lru);
586                 rmv_page_order(page);
587                 area->nr_free--;
588                 zone->free_pages -= 1UL << order;
589                 expand(zone, page, order, current_order, area);
590                 return page;
591         }
592
593         return NULL;
594 }
595
596 /* 
597  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
598  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
599  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
600  */
601 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
602                         unsigned long count, struct list_head *list)
603 {
604         int i;
605         
606         spin_lock(&zone->lock);
607         for (i = 0; i < count; ++i) {
608                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
609                 if (unlikely(page == NULL))
610                         break;
611                 list_add_tail(&page->lru, list);
612         }
613         spin_unlock(&zone->lock);
614         return i;
615 }
616
617 #ifdef CONFIG_NUMA
618 /*
619  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
620  * belong to the currently executing processor.
621  * Note that this function must be called with the thread pinned to
622  * a single processor.
623  */
624 void drain_node_pages(int nodeid)
625 {
626         int i, z;
627         unsigned long flags;
628
629         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
630                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
631                 struct per_cpu_pageset *pset;
632
633                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
634                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
635                         struct per_cpu_pages *pcp;
636
637                         pcp = &pset->pcp[i];
638                         if (pcp->count) {
639                                 local_irq_save(flags);
640                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
641                                 pcp->count = 0;
642                                 local_irq_restore(flags);
643                         }
644                 }
645         }
646 }
647 #endif
648
649 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
650 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
651 {
652         unsigned long flags;
653         struct zone *zone;
654         int i;
655
656         for_each_zone(zone) {
657                 struct per_cpu_pageset *pset;
658
659                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
660                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
661                         struct per_cpu_pages *pcp;
662
663                         pcp = &pset->pcp[i];
664                         local_irq_save(flags);
665                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
666                         pcp->count = 0;
667                         local_irq_restore(flags);
668                 }
669         }
670 }
671 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
672
673 #ifdef CONFIG_PM
674
675 void mark_free_pages(struct zone *zone)
676 {
677         unsigned long zone_pfn, flags;
678         int order;
679         struct list_head *curr;
680
681         if (!zone->spanned_pages)
682                 return;
683
684         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
685         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
686                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
687
688         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
689                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
690                         unsigned long start_pfn, i;
691
692                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
693
694                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
695                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
696         }
697         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
698 }
699
700 /*
701  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
702  */
703 void drain_local_pages(void)
704 {
705         unsigned long flags;
706
707         local_irq_save(flags);  
708         __drain_pages(smp_processor_id());
709         local_irq_restore(flags);       
710 }
711 #endif /* CONFIG_PM */
712
713 /*
714  * Free a 0-order page
715  */
716 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
717 {
718         struct zone *zone = page_zone(page);
719         struct per_cpu_pages *pcp;
720         unsigned long flags;
721
722         if (arch_free_page(page, 0))
723                 return;
724
725         if (PageAnon(page))
726                 page->mapping = NULL;
727         if (free_pages_check(page))
728                 return;
729
730         kernel_map_pages(page, 1, 0);
731
732         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
733         local_irq_save(flags);
734         __count_vm_event(PGFREE);
735         list_add(&page->lru, &pcp->list);
736         pcp->count++;
737         if (pcp->count >= pcp->high) {
738                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
739                 pcp->count -= pcp->batch;
740         }
741         local_irq_restore(flags);
742         put_cpu();
743 }
744
745 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
746 {
747         free_hot_cold_page(page, 0);
748 }
749         
750 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
751 {
752         free_hot_cold_page(page, 1);
753 }
754
755 /*
756  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
757  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
758  * Each sub-page must be freed individually.
759  *
760  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
761  * Please consult with lkml before using this in your driver.
762  */
763 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
764 {
765         int i;
766
767         BUG_ON(PageCompound(page));
768         BUG_ON(!page_count(page));
769         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
770                 set_page_refcounted(page + i);
771 }
772
773 /*
774  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
775  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
776  * or two.
777  */
778 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
779                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
780 {
781         unsigned long flags;
782         struct page *page;
783         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
784         int cpu;
785
786 again:
787         cpu  = get_cpu();
788         if (likely(order == 0)) {
789                 struct per_cpu_pages *pcp;
790
791                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
792                 local_irq_save(flags);
793                 if (!pcp->count) {
794                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
795                                                 pcp->batch, &pcp->list);
796                         if (unlikely(!pcp->count))
797                                 goto failed;
798                 }
799                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
800                 list_del(&page->lru);
801                 pcp->count--;
802         } else {
803                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
804                 page = __rmqueue(zone, order);
805                 spin_unlock(&zone->lock);
806                 if (!page)
807                         goto failed;
808         }
809
810         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
811         zone_statistics(zonelist, zone);
812         local_irq_restore(flags);
813         put_cpu();
814
815         BUG_ON(bad_range(zone, page));
816         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
817                 goto again;
818         return page;
819
820 failed:
821         local_irq_restore(flags);
822         put_cpu();
823         return NULL;
824 }
825
826 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
827 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
828 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
829 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
830 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
831 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
832 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
833
834 /*
835  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
836  * of the allocation.
837  */
838 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
839                       int classzone_idx, int alloc_flags)
840 {
841         /* free_pages my go negative - that's OK */
842         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
843         int o;
844
845         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
846                 min -= min / 2;
847         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
848                 min -= min / 4;
849
850         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
851                 return 0;
852         for (o = 0; o < order; o++) {
853                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
854                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
855
856                 /* Require fewer higher order pages to be free */
857                 min >>= 1;
858
859                 if (free_pages <= min)
860                         return 0;
861         }
862         return 1;
863 }
864
865 /*
866  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
867  * a page.
868  */
869 static struct page *
870 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
871                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
872 {
873         struct zone **z = zonelist->zones;
874         struct page *page = NULL;
875         int classzone_idx = zone_idx(*z);
876
877         /*
878          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
879          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
880          */
881         do {
882                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
883                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
884                         continue;
885
886                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
887                         unsigned long mark;
888                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
889                                 mark = (*z)->pages_min;
890                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
891                                 mark = (*z)->pages_low;
892                         else
893                                 mark = (*z)->pages_high;
894                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
895                                     classzone_idx, alloc_flags))
896                                 if (!zone_reclaim_mode ||
897                                     !zone_reclaim(*z, gfp_mask, order))
898                                         continue;
899                 }
900
901                 page = buffered_rmqueue(zonelist, *z, order, gfp_mask);
902                 if (page) {
903                         break;
904                 }
905         } while (*(++z) != NULL);
906         return page;
907 }
908
909 /*
910  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
911  */
912 struct page * fastcall
913 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
914                 struct zonelist *zonelist)
915 {
916         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
917         struct zone **z;
918         struct page *page;
919         struct reclaim_state reclaim_state;
920         struct task_struct *p = current;
921         int do_retry;
922         int alloc_flags;
923         int did_some_progress;
924
925         might_sleep_if(wait);
926
927 restart:
928         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
929
930         if (unlikely(*z == NULL)) {
931                 /* Should this ever happen?? */
932                 return NULL;
933         }
934
935         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
936                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
937         if (page)
938                 goto got_pg;
939
940         do {
941                 wakeup_kswapd(*z, order);
942         } while (*(++z));
943
944         /*
945          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
946          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
947          * to how we want to proceed.
948          *
949          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
950          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
951          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
952          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
953          */
954         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
955         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
956                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
957         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
958                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
959         if (wait)
960                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
961
962         /*
963          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
964          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
965          *
966          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
967          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
968          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
969          */
970         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
971         if (page)
972                 goto got_pg;
973
974         /* This allocation should allow future memory freeing. */
975
976         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
977                         && !in_interrupt()) {
978                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
979 nofail_alloc:
980                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
981                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
982                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
983                         if (page)
984                                 goto got_pg;
985                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
986                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
987                                 goto nofail_alloc;
988                         }
989                 }
990                 goto nopage;
991         }
992
993         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
994         if (!wait)
995                 goto nopage;
996
997 rebalance:
998         cond_resched();
999
1000         /* We now go into synchronous reclaim */
1001         cpuset_memory_pressure_bump();
1002         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1003         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1004         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1005
1006         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1007
1008         p->reclaim_state = NULL;
1009         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1010
1011         cond_resched();
1012
1013         if (likely(did_some_progress)) {
1014                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1015                                                 zonelist, alloc_flags);
1016                 if (page)
1017                         goto got_pg;
1018         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1019                 /*
1020                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1021                  * very high watermark here, this is only to catch
1022                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1023                  * under heavy pressure.
1024                  */
1025                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1026                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1027                 if (page)
1028                         goto got_pg;
1029
1030                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1031                 goto restart;
1032         }
1033
1034         /*
1035          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1036          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1037          *
1038          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1039          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1040          */
1041         do_retry = 0;
1042         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1043                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1044                         do_retry = 1;
1045                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1046                         do_retry = 1;
1047         }
1048         if (do_retry) {
1049                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1050                 goto rebalance;
1051         }
1052
1053 nopage:
1054         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1055                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1056                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1057                         p->comm, order, gfp_mask);
1058                 dump_stack();
1059                 show_mem();
1060         }
1061 got_pg:
1062         return page;
1063 }
1064
1065 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1066
1067 /*
1068  * Common helper functions.
1069  */
1070 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1071 {
1072         struct page * page;
1073         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1074         if (!page)
1075                 return 0;
1076         return (unsigned long) page_address(page);
1077 }
1078
1079 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1080
1081 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1082 {
1083         struct page * page;
1084
1085         /*
1086          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1087          * a highmem page
1088          */
1089         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1090
1091         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1092         if (page)
1093                 return (unsigned long) page_address(page);
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1098
1099 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1100 {
1101         int i = pagevec_count(pvec);
1102
1103         while (--i >= 0)
1104                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1105 }
1106
1107 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1108 {
1109         if (put_page_testzero(page)) {
1110                 if (order == 0)
1111                         free_hot_page(page);
1112                 else
1113                         __free_pages_ok(page, order);
1114         }
1115 }
1116
1117 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1118
1119 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1120 {
1121         if (addr != 0) {
1122                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1123                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1124         }
1125 }
1126
1127 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1128
1129 /*
1130  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1131  */
1132 unsigned int nr_free_pages(void)
1133 {
1134         unsigned int sum = 0;
1135         struct zone *zone;
1136
1137         for_each_zone(zone)
1138                 sum += zone->free_pages;
1139
1140         return sum;
1141 }
1142
1143 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1144
1145 #ifdef CONFIG_NUMA
1146 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1147 {
1148         unsigned int i, sum = 0;
1149
1150         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1151                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1152
1153         return sum;
1154 }
1155 #endif
1156
1157 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1158 {
1159         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1160         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1161         unsigned int sum = 0;
1162
1163         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1164         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1165         struct zone *zone;
1166
1167         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1168                 unsigned long size = zone->present_pages;
1169                 unsigned long high = zone->pages_high;
1170                 if (size > high)
1171                         sum += size - high;
1172         }
1173
1174         return sum;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1179  */
1180 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1181 {
1182         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1187  */
1188 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1189 {
1190         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1194 unsigned int nr_free_highpages (void)
1195 {
1196         pg_data_t *pgdat;
1197         unsigned int pages = 0;
1198
1199         for_each_online_pgdat(pgdat)
1200                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1201
1202         return pages;
1203 }
1204 #endif
1205
1206 #ifdef CONFIG_NUMA
1207 static void show_node(struct zone *zone)
1208 {
1209         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1210 }
1211 #else
1212 #define show_node(zone) do { } while (0)
1213 #endif
1214
1215 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1216 {
1217         val->totalram = totalram_pages;
1218         val->sharedram = 0;
1219         val->freeram = nr_free_pages();
1220         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1221 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1222         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1223         val->freehigh = nr_free_highpages();
1224 #else
1225         val->totalhigh = 0;
1226         val->freehigh = 0;
1227 #endif
1228         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1229         if (vx_flags(VXF_VIRT_MEM, 0))
1230                 vx_vsi_meminfo(val);
1231 }
1232
1233 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1234
1235 #ifdef CONFIG_NUMA
1236 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1237 {
1238         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1239
1240         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1241         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1242         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1243         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1244         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1245         if (vx_flags(VXF_VIRT_MEM, 0))
1246                 vx_vsi_meminfo(val);
1247 }
1248 #endif
1249
1250 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1251
1252 /*
1253  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1254  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1255  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1256  */
1257 void show_free_areas(void)
1258 {
1259         int cpu, temperature;
1260         unsigned long active;
1261         unsigned long inactive;
1262         unsigned long free;
1263         struct zone *zone;
1264
1265         for_each_zone(zone) {
1266                 show_node(zone);
1267                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1268
1269                 if (!populated_zone(zone)) {
1270                         printk(" empty\n");
1271                         continue;
1272                 } else
1273                         printk("\n");
1274
1275                 for_each_online_cpu(cpu) {
1276                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1277
1278                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1279
1280                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1281                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1282                                         cpu,
1283                                         temperature ? "cold" : "hot",
1284                                         pageset->pcp[temperature].high,
1285                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1286                                         pageset->pcp[temperature].count);
1287                 }
1288         }
1289
1290         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1291
1292         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1293                 K(nr_free_pages()),
1294                 K(nr_free_highpages()));
1295
1296         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1297                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1298                 active,
1299                 inactive,
1300                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1301                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1302                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1303                 nr_free_pages(),
1304                 global_page_state(NR_SLAB),
1305                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1306                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1307
1308         for_each_zone(zone) {
1309                 int i;
1310
1311                 show_node(zone);
1312                 printk("%s"
1313                         " free:%lukB"
1314                         " min:%lukB"
1315                         " low:%lukB"
1316                         " high:%lukB"
1317                         " active:%lukB"
1318                         " inactive:%lukB"
1319                         " present:%lukB"
1320                         " pages_scanned:%lu"
1321                         " all_unreclaimable? %s"
1322                         "\n",
1323                         zone->name,
1324                         K(zone->free_pages),
1325                         K(zone->pages_min),
1326                         K(zone->pages_low),
1327                         K(zone->pages_high),
1328                         K(zone->nr_active),
1329                         K(zone->nr_inactive),
1330                         K(zone->present_pages),
1331                         zone->pages_scanned,
1332                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1333                         );
1334                 printk("lowmem_reserve[]:");
1335                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1336                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1337                 printk("\n");
1338         }
1339
1340         for_each_zone(zone) {
1341                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1342
1343                 show_node(zone);
1344                 printk("%s: ", zone->name);
1345                 if (!populated_zone(zone)) {
1346                         printk("empty\n");
1347                         continue;
1348                 }
1349
1350                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1351                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1352                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1353                         total += nr[order] << order;
1354                 }
1355                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1356                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1357                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1358                 printk("= %lukB\n", K(total));
1359         }
1360
1361         show_swap_cache_info();
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Builds allocation fallback zone lists.
1366  *
1367  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1368  */
1369 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1370                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, int zone_type)
1371 {
1372         struct zone *zone;
1373
1374         BUG_ON(zone_type > ZONE_HIGHMEM);
1375
1376         do {
1377                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1378                 if (populated_zone(zone)) {
1379 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1380                         BUG_ON(zone_type > ZONE_NORMAL);
1381 #endif
1382                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1383                         check_highest_zone(zone_type);
1384                 }
1385                 zone_type--;
1386
1387         } while (zone_type >= 0);
1388         return nr_zones;
1389 }
1390
1391 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1392 {
1393         int res = ZONE_NORMAL;
1394         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1395                 res = ZONE_HIGHMEM;
1396         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1397                 res = ZONE_DMA32;
1398         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1399                 res = ZONE_DMA;
1400         return res;
1401 }
1402
1403 #ifdef CONFIG_NUMA
1404 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1405 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1406 /**
1407  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1408  * @node: node whose fallback list we're appending
1409  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1410  *
1411  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1412  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1413  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1414  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1415  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1416  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1417  * on them otherwise.
1418  * It returns -1 if no node is found.
1419  */
1420 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1421 {
1422         int n, val;
1423         int min_val = INT_MAX;
1424         int best_node = -1;
1425
1426         /* Use the local node if we haven't already */
1427         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1428                 node_set(node, *used_node_mask);
1429                 return node;
1430         }
1431
1432         for_each_online_node(n) {
1433                 cpumask_t tmp;
1434
1435                 /* Don't want a node to appear more than once */
1436                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1437                         continue;
1438
1439                 /* Use the distance array to find the distance */
1440                 val = node_distance(node, n);
1441
1442                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1443                 val += (n < node);
1444
1445                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1446                 tmp = node_to_cpumask(n);
1447                 if (!cpus_empty(tmp))
1448                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1449
1450                 /* Slight preference for less loaded node */
1451                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1452                 val += node_load[n];
1453
1454                 if (val < min_val) {
1455                         min_val = val;
1456                         best_node = n;
1457                 }
1458         }
1459
1460         if (best_node >= 0)
1461                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1462
1463         return best_node;
1464 }
1465
1466 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1467 {
1468         int i, j, k, node, local_node;
1469         int prev_node, load;
1470         struct zonelist *zonelist;
1471         nodemask_t used_mask;
1472
1473         /* initialize zonelists */
1474         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1475                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1476                 zonelist->zones[0] = NULL;
1477         }
1478
1479         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1480         local_node = pgdat->node_id;
1481         load = num_online_nodes();
1482         prev_node = local_node;
1483         nodes_clear(used_mask);
1484         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1485                 int distance = node_distance(local_node, node);
1486
1487                 /*
1488                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1489                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1490                  */
1491                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1492                         zone_reclaim_mode = 1;
1493
1494                 /*
1495                  * We don't want to pressure a particular node.
1496                  * So adding penalty to the first node in same
1497                  * distance group to make it round-robin.
1498                  */
1499
1500                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1501                         node_load[node] += load;
1502                 prev_node = node;
1503                 load--;
1504                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1505                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1506                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1507
1508                         k = highest_zone(i);
1509
1510                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1511                         zonelist->zones[j] = NULL;
1512                 }
1513         }
1514 }
1515
1516 #else   /* CONFIG_NUMA */
1517
1518 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1519 {
1520         int i, j, k, node, local_node;
1521
1522         local_node = pgdat->node_id;
1523         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1524                 struct zonelist *zonelist;
1525
1526                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1527
1528                 j = 0;
1529                 k = highest_zone(i);
1530                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1531                 /*
1532                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1533                  * of all the other nodes.
1534                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1535                  * building the zones for node N, we make sure that the
1536                  * zones coming right after the local ones are those from
1537                  * node N+1 (modulo N)
1538                  */
1539                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1540                         if (!node_online(node))
1541                                 continue;
1542                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1543                 }
1544                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1545                         if (!node_online(node))
1546                                 continue;
1547                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1548                 }
1549
1550                 zonelist->zones[j] = NULL;
1551         }
1552 }
1553
1554 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1555
1556 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1557 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1558 {
1559         int nid;
1560         for_each_online_node(nid)
1561                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1562         return 0;
1563 }
1564
1565 void __meminit build_all_zonelists(void)
1566 {
1567         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1568                 __build_all_zonelists(0);
1569                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1570         } else {
1571                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1572                    of zonelist */
1573                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1574                 /* cpuset refresh routine should be here */
1575         }
1576         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1577         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1578                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1583  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1584  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1585  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1586  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1587  * conservative, even though it seems large.
1588  *
1589  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1590  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1591  */
1592 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1593
1594 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1595 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1596 {
1597         unsigned long size = 1;
1598
1599         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1600
1601         while (size < pages)
1602                 size <<= 1;
1603
1604         /*
1605          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1606          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1607          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1608          */
1609         size = min(size, 4096UL);
1610
1611         return max(size, 4UL);
1612 }
1613 #else
1614 /*
1615  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1616  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1617  *
1618  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1619  *
1620  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1621  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1622  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1623  *
1624  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1625  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1626  *
1627  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1628  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1629  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1630  */
1631 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1632 {
1633         return 4096UL;
1634 }
1635 #endif
1636
1637 /*
1638  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1639  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1640  * hash function before the remainder is taken.
1641  */
1642 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1643 {
1644         return ffz(~size);
1645 }
1646
1647 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1648
1649 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1650                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1651 {
1652         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1653         int i;
1654
1655         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1656                 totalpages += zones_size[i];
1657         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1658
1659         realtotalpages = totalpages;
1660         if (zholes_size)
1661                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1662                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1663         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1664         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1665 }
1666
1667
1668 /*
1669  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1670  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1671  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1672  */
1673 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1674                 unsigned long start_pfn)
1675 {
1676         struct page *page;
1677         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1678         unsigned long pfn;
1679
1680         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1681                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1682                         continue;
1683                 if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1684                         continue;
1685                 page = pfn_to_page(pfn);
1686                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1687                 init_page_count(page);
1688                 reset_page_mapcount(page);
1689                 SetPageReserved(page);
1690                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1691 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1692                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1693                 if (!is_highmem_idx(zone))
1694                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1695 #endif
1696         }
1697 }
1698
1699 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1700                                 unsigned long size)
1701 {
1702         int order;
1703         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1704                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1705                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1706         }
1707 }
1708
1709 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1710 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1711                 unsigned long size)
1712 {
1713         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1714         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1715
1716         if (FLAGS_HAS_NODE)
1717                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1718         else
1719                 for (; snum <= end; snum++)
1720                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1721 }
1722
1723 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1724 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1725         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1726 #endif
1727
1728 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1729 {
1730         int batch;
1731
1732         /*
1733          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1734          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1735          *
1736          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1737          */
1738         batch = zone->present_pages / 1024;
1739         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1740                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1741         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1742         if (batch < 1)
1743                 batch = 1;
1744
1745         /*
1746          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1747          * of 2 value was found to be more likely to have
1748          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1749          *
1750          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1751          * batches of pages, one task can end up with a lot
1752          * of pages of one half of the possible page colors
1753          * and the other with pages of the other colors.
1754          */
1755         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1756
1757         return batch;
1758 }
1759
1760 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1761 {
1762         struct per_cpu_pages *pcp;
1763
1764         memset(p, 0, sizeof(*p));
1765
1766         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1767         pcp->count = 0;
1768         pcp->high = 6 * batch;
1769         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1770         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1771
1772         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1773         pcp->count = 0;
1774         pcp->high = 2 * batch;
1775         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1776         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1781  * to the value high for the pageset p.
1782  */
1783
1784 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1785                                 unsigned long high)
1786 {
1787         struct per_cpu_pages *pcp;
1788
1789         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1790         pcp->high = high;
1791         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1792         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1793                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1794 }
1795
1796
1797 #ifdef CONFIG_NUMA
1798 /*
1799  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1800  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1801  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1802  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1803  * with interrupts disabled.
1804  *
1805  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1806  *
1807  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1808  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1809  * hotplugged processors.
1810  *
1811  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1812  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1813  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1814  */
1815 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1816
1817 /*
1818  * Dynamically allocate memory for the
1819  * per cpu pageset array in struct zone.
1820  */
1821 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1822 {
1823         struct zone *zone, *dzone;
1824
1825         for_each_zone(zone) {
1826
1827                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1828                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1829                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1830                         goto bad;
1831
1832                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1833
1834                 if (percpu_pagelist_fraction)
1835                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1836                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1837         }
1838
1839         return 0;
1840 bad:
1841         for_each_zone(dzone) {
1842                 if (dzone == zone)
1843                         break;
1844                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1845                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1846         }
1847         return -ENOMEM;
1848 }
1849
1850 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1851 {
1852         struct zone *zone;
1853
1854         for_each_zone(zone) {
1855                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1856
1857                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1858                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1859                         kfree(pset);
1860                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1861         }
1862 }
1863
1864 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1865                 unsigned long action,
1866                 void *hcpu)
1867 {
1868         int cpu = (long)hcpu;
1869         int ret = NOTIFY_OK;
1870
1871         switch (action) {
1872                 case CPU_UP_PREPARE:
1873                         if (process_zones(cpu))
1874                                 ret = NOTIFY_BAD;
1875                         break;
1876                 case CPU_UP_CANCELED:
1877                 case CPU_DEAD:
1878                         free_zone_pagesets(cpu);
1879                         break;
1880                 default:
1881                         break;
1882         }
1883         return ret;
1884 }
1885
1886 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1887         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1888
1889 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1890 {
1891         int err;
1892
1893         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1894          * A cpuup callback will do this for every cpu
1895          * as it comes online
1896          */
1897         err = process_zones(smp_processor_id());
1898         BUG_ON(err);
1899         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1900 }
1901
1902 #endif
1903
1904 static __meminit
1905 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1906 {
1907         int i;
1908         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1909         size_t alloc_size;
1910
1911         /*
1912          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1913          * per zone.
1914          */
1915         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1916                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1917         zone->wait_table_bits =
1918                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1919         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1920                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1921
1922         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1923                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1924                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1925         } else {
1926                 /*
1927                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1928                  * via memory hot-add.
1929                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1930                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1931                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1932                  * node itself as well.
1933                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1934                  * necessary.
1935                  */
1936                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1937         }
1938         if (!zone->wait_table)
1939                 return -ENOMEM;
1940
1941         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1942                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1943
1944         return 0;
1945 }
1946
1947 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1948 {
1949         int cpu;
1950         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1951
1952         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1953 #ifdef CONFIG_NUMA
1954                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1955                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1956                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1957 #else
1958                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1959 #endif
1960         }
1961         if (zone->present_pages)
1962                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1963                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1964 }
1965
1966 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1967                                         unsigned long zone_start_pfn,
1968                                         unsigned long size)
1969 {
1970         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1971         int ret;
1972         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1973         if (ret)
1974                 return ret;
1975         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1976
1977         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1978
1979         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1980
1981         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1982
1983         return 0;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Set up the zone data structures:
1988  *   - mark all pages reserved
1989  *   - mark all memory queues empty
1990  *   - clear the memory bitmaps
1991  */
1992 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1993                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1994 {
1995         unsigned long j;
1996         int nid = pgdat->node_id;
1997         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1998         int ret;
1999
2000         pgdat_resize_init(pgdat);
2001         pgdat->nr_zones = 0;
2002         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2003         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2004         
2005         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2006                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2007                 unsigned long size, realsize;
2008
2009                 realsize = size = zones_size[j];
2010                 if (zholes_size)
2011                         realsize -= zholes_size[j];
2012
2013                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2014                         nr_kernel_pages += realsize;
2015                 nr_all_pages += realsize;
2016
2017                 zone->spanned_pages = size;
2018                 zone->present_pages = realsize;
2019 #ifdef CONFIG_NUMA
2020                 zone->min_unmapped_ratio = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2021                                                 / 100;
2022                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2023 #endif
2024                 zone->name = zone_names[j];
2025                 spin_lock_init(&zone->lock);
2026                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2027                 zone_seqlock_init(zone);
2028                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2029                 zone->free_pages = 0;
2030
2031                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2032
2033                 zone_pcp_init(zone);
2034                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2035                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2036                 zone->nr_scan_active = 0;
2037                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2038                 zone->nr_active = 0;
2039                 zone->nr_inactive = 0;
2040                 zap_zone_vm_stats(zone);
2041                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2042                 if (!size)
2043                         continue;
2044
2045                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2046                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2047                 BUG_ON(ret);
2048                 zone_start_pfn += size;
2049         }
2050 }
2051
2052 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2053 {
2054         /* Skip empty nodes */
2055         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2056                 return;
2057
2058 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2059         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2060         if (!pgdat->node_mem_map) {
2061                 unsigned long size, start, end;
2062                 struct page *map;
2063
2064                 /*
2065                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2066                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2067                  * for the buddy allocator to function correctly.
2068                  */
2069                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2070                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2071                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2072                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2073                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2074                 if (!map)
2075                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2076                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2077         }
2078 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2079         /*
2080          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2081          */
2082         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2083                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2084 #endif
2085 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2086 }
2087
2088 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2089                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2090                 unsigned long *zholes_size)
2091 {
2092         pgdat->node_id = nid;
2093         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2094         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2095
2096         alloc_node_mem_map(pgdat);
2097
2098         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2099 }
2100
2101 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2102 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2103 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2104
2105 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2106 #endif
2107
2108 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2109 {
2110         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2111                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2112 }
2113
2114 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2115 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2116                                  unsigned long action, void *hcpu)
2117 {
2118         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2119
2120         if (action == CPU_DEAD) {
2121                 local_irq_disable();
2122                 __drain_pages(cpu);
2123                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2124                 local_irq_enable();
2125                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2126         }
2127         return NOTIFY_OK;
2128 }
2129 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2130
2131 void __init page_alloc_init(void)
2132 {
2133         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2134 }
2135
2136 /*
2137  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2138  *      or min_free_kbytes changes.
2139  */
2140 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2141 {
2142         struct pglist_data *pgdat;
2143         unsigned long reserve_pages = 0;
2144         int i, j;
2145
2146         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2147                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2148                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2149                         unsigned long max = 0;
2150
2151                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2152                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2153                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2154                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2155                         }
2156
2157                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2158                         max += zone->pages_high;
2159
2160                         if (max > zone->present_pages)
2161                                 max = zone->present_pages;
2162                         reserve_pages += max;
2163                 }
2164         }
2165         totalreserve_pages = reserve_pages;
2166 }
2167
2168 /*
2169  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2170  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2171  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2172  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2173  */
2174 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2175 {
2176         struct pglist_data *pgdat;
2177         int j, idx;
2178
2179         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2180                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2181                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2182                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2183
2184                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2185
2186                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2187                                 struct zone *lower_zone;
2188
2189                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2190                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2191
2192                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2193                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2194                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2195                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2196                         }
2197                 }
2198         }
2199
2200         /* update totalreserve_pages */
2201         calculate_totalreserve_pages();
2202 }
2203
2204 /*
2205  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2206  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2207  *      with respect to min_free_kbytes.
2208  */
2209 void setup_per_zone_pages_min(void)
2210 {
2211         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2212         unsigned long lowmem_pages = 0;
2213         struct zone *zone;
2214         unsigned long flags;
2215
2216         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2217         for_each_zone(zone) {
2218                 if (!is_highmem(zone))
2219                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2220         }
2221
2222         for_each_zone(zone) {
2223                 u64 tmp;
2224
2225                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2226                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2227                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2228                 if (is_highmem(zone)) {
2229                         /*
2230                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2231                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2232                          * value here.
2233                          *
2234                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2235                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2236                          * not be capped for highmem.
2237                          */
2238                         int min_pages;
2239
2240                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2241                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2242                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2243                         if (min_pages > 128)
2244                                 min_pages = 128;
2245                         zone->pages_min = min_pages;
2246                 } else {
2247                         /*
2248                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2249                          * proportionate to the zone's size.
2250                          */
2251                         zone->pages_min = tmp;
2252                 }
2253
2254                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2255                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2256                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2257         }
2258
2259         /* update totalreserve_pages */
2260         calculate_totalreserve_pages();
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Initialise min_free_kbytes.
2265  *
2266  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2267  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2268  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2269  *
2270  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2271  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2272  *
2273  * which yields
2274  *
2275  * 16MB:        512k
2276  * 32MB:        724k
2277  * 64MB:        1024k
2278  * 128MB:       1448k
2279  * 256MB:       2048k
2280  * 512MB:       2896k
2281  * 1024MB:      4096k
2282  * 2048MB:      5792k
2283  * 4096MB:      8192k
2284  * 8192MB:      11584k
2285  * 16384MB:     16384k
2286  */
2287 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2288 {
2289         unsigned long lowmem_kbytes;
2290
2291         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2292
2293         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2294         if (min_free_kbytes < 128)
2295                 min_free_kbytes = 128;
2296         if (min_free_kbytes > 65536)
2297                 min_free_kbytes = 65536;
2298         setup_per_zone_pages_min();
2299         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2300         return 0;
2301 }
2302 module_init(init_per_zone_pages_min)
2303
2304 /*
2305  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2306  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2307  *      changes.
2308  */
2309 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2310         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2311 {
2312         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2313         setup_per_zone_pages_min();
2314         return 0;
2315 }
2316
2317 #ifdef CONFIG_NUMA
2318 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2319         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2320 {
2321         struct zone *zone;
2322         int rc;
2323
2324         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2325         if (rc)
2326                 return rc;
2327
2328         for_each_zone(zone)
2329                 zone->min_unmapped_ratio = (zone->present_pages *
2330                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2335         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2336 {
2337         struct zone *zone;
2338         int rc;
2339
2340         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2341         if (rc)
2342                 return rc;
2343
2344         for_each_zone(zone)
2345                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
2346                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2347         return 0;
2348 }
2349 #endif
2350
2351 /*
2352  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2353  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2354  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2355  *
2356  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2357  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2358  * if in function of the boot time zone sizes.
2359  */
2360 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2361         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2362 {
2363         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2364         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2365         return 0;
2366 }
2367
2368 /*
2369  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2370  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2371  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2372  */
2373
2374 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2375         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2376 {
2377         struct zone *zone;
2378         unsigned int cpu;
2379         int ret;
2380
2381         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2382         if (!write || (ret == -EINVAL))
2383                 return ret;
2384         for_each_zone(zone) {
2385                 for_each_online_cpu(cpu) {
2386                         unsigned long  high;
2387                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2388                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2389                 }
2390         }
2391         return 0;
2392 }
2393
2394 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2395
2396 #ifdef CONFIG_NUMA
2397 static int __init set_hashdist(char *str)
2398 {
2399         if (!str)
2400                 return 0;
2401         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2402         return 1;
2403 }
2404 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2405 #endif
2406
2407 /*
2408  * allocate a large system hash table from bootmem
2409  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2410  *   quantity of entries
2411  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2412  */
2413 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2414                                      unsigned long bucketsize,
2415                                      unsigned long numentries,
2416                                      int scale,
2417                                      int flags,
2418                                      unsigned int *_hash_shift,
2419                                      unsigned int *_hash_mask,
2420                                      unsigned long limit)
2421 {
2422         unsigned long long max = limit;
2423         unsigned long log2qty, size;
2424         void *table = NULL;
2425
2426         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2427         if (!numentries) {
2428                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2429                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2430                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2431                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2432                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2433
2434                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2435                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2436                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2437                 else
2438                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2439         }
2440         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2441
2442         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2443         if (max == 0) {
2444                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2445                 do_div(max, bucketsize);
2446         }
2447
2448         if (numentries > max)
2449                 numentries = max;
2450
2451         log2qty = long_log2(numentries);
2452
2453         do {
2454                 size = bucketsize << log2qty;
2455                 if (flags & HASH_EARLY)
2456                         table = alloc_bootmem(size);
2457                 else if (hashdist)
2458                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2459                 else {
2460                         unsigned long order;
2461                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2462                                 ;
2463                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2464                 }
2465         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2466
2467         if (!table)
2468                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2469
2470         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2471                tablename,
2472                (1U << log2qty),
2473                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2474                size);
2475
2476         if (_hash_shift)
2477                 *_hash_shift = log2qty;
2478         if (_hash_mask)
2479                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2480
2481         return table;
2482 }
2483
2484 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2485 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2486 {
2487         return __pfn_to_page(pfn);
2488 }
2489 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2490 {
2491         return __page_to_pfn(page);
2492 }
2493 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2494 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2495 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */