fedora core 6 1.2949 + vserver 2.2.0
[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/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44 #include <linux/vs_base.h>
45 #include <linux/vs_limit.h>
46
47 #include <asm/tlbflush.h>
48 #include <asm/div64.h>
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
53  * initializer cleaner
54  */
55 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
56 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
57 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
58 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
59 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
60 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
61 long nr_swap_pages;
62 int percpu_pagelist_fraction;
63
64 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
65
66 /*
67  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
68  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
69  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
70  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
71  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
72  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
73  *
74  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
75  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
76  */
77 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
78          256,
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90          "DMA",
91 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
92          "DMA32",
93 #endif
94          "Normal",
95 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
96          "HighMem"
97 #endif
98 };
99
100 int min_free_kbytes = 1024;
101
102 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
103 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
104 static unsigned long __initdata dma_reserve;
105
106 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
107   /*
108    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
109    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
110    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
111    * so the number of times add_active_range() can be called is
112    * related to the number of nodes and the number of holes
113    */
114   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
115     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
116     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117   #else
118     #if MAX_NUMNODES >= 32
119       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
120       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
121     #else
122       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
123       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
124     #endif
125   #endif
126
127   struct node_active_region __initdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
128   int __initdata nr_nodemap_entries;
129   unsigned long __initdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
130   unsigned long __initdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
131 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
132   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
133   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
134 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
135 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
136
137 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
138 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
139 {
140         int ret = 0;
141         unsigned seq;
142         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
143
144         do {
145                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
146                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
147                         ret = 1;
148                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
149                         ret = 1;
150         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
151
152         return ret;
153 }
154
155 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
156 {
157 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
158         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
159                 return 0;
160 #endif
161         if (zone != page_zone(page))
162                 return 0;
163
164         return 1;
165 }
166 /*
167  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
168  */
169 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
170 {
171         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
172                 return 1;
173         if (!page_is_consistent(zone, page))
174                 return 1;
175
176         return 0;
177 }
178 #else
179 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         return 0;
182 }
183 #endif
184
185 static void bad_page(struct page *page)
186 {
187         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
188                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d (%s)\n"
189                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
190                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
191                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
192                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
193                 page_mapcount(page), page_count(page), print_tainted());
194         dump_stack();
195         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
196                         1 << PG_private |
197                         1 << PG_locked  |
198                         1 << PG_active  |
199                         1 << PG_dirty   |
200                         1 << PG_reclaim |
201                         1 << PG_slab    |
202                         1 << PG_swapcache |
203                         1 << PG_writeback |
204                         1 << PG_buddy );
205         set_page_count(page, 0);
206         reset_page_mapcount(page);
207         page->mapping = NULL;
208         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
209 }
210
211 /*
212  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
213  *
214  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
215  *
216  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
217  *
218  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
219  * the head page (even the head page has this).
220  *
221  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
222  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
223  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
224  */
225
226 static void free_compound_page(struct page *page)
227 {
228         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
229 }
230
231 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
232 {
233         int i;
234         int nr_pages = 1 << order;
235
236         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
237         page[1].lru.prev = (void *)order;
238         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
239                 struct page *p = page + i;
240
241                 __SetPageCompound(p);
242                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
243         }
244 }
245
246 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
247 {
248         int i;
249         int nr_pages = 1 << order;
250
251         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
252                 bad_page(page);
253
254         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
255                 struct page *p = page + i;
256
257                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
258                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
259                         bad_page(page);
260                 __ClearPageCompound(p);
261         }
262 }
263
264 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
265 {
266         int i;
267
268         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
269         /*
270          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
271          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
272          */
273         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
274         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
275                 clear_highpage(page + i);
276 }
277
278 /*
279  * function for dealing with page's order in buddy system.
280  * zone->lock is already acquired when we use these.
281  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
282  */
283 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
284 {
285         return page_private(page);
286 }
287
288 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
289 {
290         set_page_private(page, order);
291         __SetPageBuddy(page);
292 }
293
294 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
295 {
296         __ClearPageBuddy(page);
297         set_page_private(page, 0);
298 }
299
300 /*
301  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
302  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
303  *
304  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
305  * the following equation:
306  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
307  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
308  * 1 buddy is #10:
309  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
310  *
311  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
312  * satisfies the following equation:
313  *     P = B & ~(1 << O)
314  *
315  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
316  */
317 static inline struct page *
318 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
319 {
320         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
321
322         return page + (buddy_idx - page_idx);
323 }
324
325 static inline unsigned long
326 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
327 {
328         return (page_idx & ~(1 << order));
329 }
330
331 /*
332  * This function checks whether a page is free && is the buddy
333  * we can do coalesce a page and its buddy if
334  * (a) the buddy is not in a hole &&
335  * (b) the buddy is in the buddy system &&
336  * (c) a page and its buddy have the same order &&
337  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
338  *
339  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
340  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
341  *
342  * For recording page's order, we use page_private(page).
343  */
344 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
345                                                                 int order)
346 {
347 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
348         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
349                 return 0;
350 #endif
351
352         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
353                 return 0;
354
355         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
356                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
357                 return 1;
358         }
359         return 0;
360 }
361
362 /*
363  * Freeing function for a buddy system allocator.
364  *
365  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
366  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
367  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
368  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
369  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
370  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
371  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
372  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
373  * parts of the VM system.
374  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
375  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
376  * order is recorded in page_private(page) field.
377  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
378  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
379  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
380  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
381  * triggers coalescing into a block of larger size.            
382  *
383  * -- wli
384  */
385
386 static inline void __free_one_page(struct page *page,
387                 struct zone *zone, unsigned int order)
388 {
389         unsigned long page_idx;
390         int order_size = 1 << order;
391
392         if (unlikely(PageCompound(page)))
393                 destroy_compound_page(page, order);
394
395         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
396
397         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
398         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
399
400         zone->free_pages += order_size;
401         while (order < MAX_ORDER-1) {
402                 unsigned long combined_idx;
403                 struct free_area *area;
404                 struct page *buddy;
405
406                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
407                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
408                         break;          /* Move the buddy up one level. */
409
410                 list_del(&buddy->lru);
411                 area = zone->free_area + order;
412                 area->nr_free--;
413                 rmv_page_order(buddy);
414                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
415                 page = page + (combined_idx - page_idx);
416                 page_idx = combined_idx;
417                 order++;
418         }
419         set_page_order(page, order);
420         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
421         zone->free_area[order].nr_free++;
422 }
423
424 static inline int free_pages_check(struct page *page)
425 {
426         if (unlikely(page_mapcount(page) |
427                 (page->mapping != NULL)  |
428                 (page_count(page) != 0)  |
429                 (page->flags & (
430                         1 << PG_lru     |
431                         1 << PG_private |
432                         1 << PG_locked  |
433                         1 << PG_active  |
434                         1 << PG_reclaim |
435                         1 << PG_slab    |
436                         1 << PG_swapcache |
437                         1 << PG_writeback |
438                         1 << PG_reserved |
439                         1 << PG_buddy ))))
440                 bad_page(page);
441         if (PageDirty(page))
442                 __ClearPageDirty(page);
443         /*
444          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
445          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
446          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
447          */
448         return PageReserved(page);
449 }
450
451 /*
452  * Frees a list of pages. 
453  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
454  * count is the number of pages to free.
455  *
456  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
457  * see if this freeing clears that state.
458  *
459  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
460  * pinned" detection logic.
461  */
462 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
463                                         struct list_head *list, int order)
464 {
465         spin_lock(&zone->lock);
466         zone->all_unreclaimable = 0;
467         zone->pages_scanned = 0;
468         while (count--) {
469                 struct page *page;
470
471                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
472                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
473                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
474                 list_del(&page->lru);
475                 __free_one_page(page, zone, order);
476         }
477         spin_unlock(&zone->lock);
478 }
479
480 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
481 {
482         spin_lock(&zone->lock);
483         zone->all_unreclaimable = 0;
484         zone->pages_scanned = 0;
485         __free_one_page(page, zone, order);
486         spin_unlock(&zone->lock);
487 }
488
489 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
490 {
491         unsigned long flags;
492         int i;
493         int reserved = 0;
494
495         if (arch_free_page(page, order))
496                 return;
497         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
498                 reserved += free_pages_check(page + i);
499         if (reserved)
500                 return;
501
502         if (!PageHighMem(page))
503                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
504         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
505
506         local_irq_save(flags);
507         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
508         free_one_page(page_zone(page), page, order);
509         local_irq_restore(flags);
510 }
511
512 /*
513  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
514  */
515 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
516 {
517         if (order == 0) {
518                 __ClearPageReserved(page);
519                 set_page_count(page, 0);
520                 set_page_refcounted(page);
521                 __free_page(page);
522         } else {
523                 int loop;
524
525                 prefetchw(page);
526                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
527                         struct page *p = &page[loop];
528
529                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
530                                 prefetchw(p + 1);
531                         __ClearPageReserved(p);
532                         set_page_count(p, 0);
533                 }
534
535                 set_page_refcounted(page);
536                 __free_pages(page, order);
537         }
538 }
539
540
541 /*
542  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
543  * Please do not alter this order without good reasons and regression
544  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
545  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
546  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
547  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
548  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
549  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
550  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
551  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
552  *
553  * -- wli
554  */
555 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
556         int low, int high, struct free_area *area)
557 {
558         unsigned long size = 1 << high;
559
560         while (high > low) {
561                 area--;
562                 high--;
563                 size >>= 1;
564                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
565                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
566                 area->nr_free++;
567                 set_page_order(&page[size], high);
568         }
569 }
570
571 /*
572  * This page is about to be returned from the page allocator
573  */
574 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
575 {
576         if (unlikely(page_mapcount(page) |
577                 (page->mapping != NULL)  |
578                 (page_count(page) != 0)  |
579                 (page->flags & (
580                         1 << PG_lru     |
581                         1 << PG_private |
582                         1 << PG_locked  |
583                         1 << PG_active  |
584                         1 << PG_dirty   |
585                         1 << PG_reclaim |
586                         1 << PG_slab    |
587                         1 << PG_swapcache |
588                         1 << PG_writeback |
589                         1 << PG_reserved |
590                         1 << PG_buddy ))))
591                 bad_page(page);
592
593         /*
594          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
595          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
596          */
597         if (PageReserved(page))
598                 return 1;
599
600         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
601                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
602                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
603         set_page_private(page, 0);
604         set_page_refcounted(page);
605
606         arch_alloc_page(page, order);
607         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
608
609         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
610                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
611
612         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
613                 prep_compound_page(page, order);
614
615         return 0;
616 }
617
618 /* 
619  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
620  * Call me with the zone->lock already held.
621  */
622 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
623 {
624         struct free_area * area;
625         unsigned int current_order;
626         struct page *page;
627
628         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
629                 area = zone->free_area + current_order;
630                 if (list_empty(&area->free_list))
631                         continue;
632
633                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
634                 list_del(&page->lru);
635                 rmv_page_order(page);
636                 area->nr_free--;
637                 zone->free_pages -= 1UL << order;
638                 expand(zone, page, order, current_order, area);
639                 return page;
640         }
641
642         return NULL;
643 }
644
645 /* 
646  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
647  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
648  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
649  */
650 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
651                         unsigned long count, struct list_head *list)
652 {
653         int i;
654         
655         spin_lock(&zone->lock);
656         for (i = 0; i < count; ++i) {
657                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
658                 if (unlikely(page == NULL))
659                         break;
660                 list_add_tail(&page->lru, list);
661         }
662         spin_unlock(&zone->lock);
663         return i;
664 }
665
666 #ifdef CONFIG_NUMA
667 /*
668  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
669  * belongs to the currently executing processor.
670  * Note that this function must be called with the thread pinned to
671  * a single processor.
672  */
673 void drain_node_pages(int nodeid)
674 {
675         int i;
676         enum zone_type z;
677         unsigned long flags;
678
679         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
680                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
681                 struct per_cpu_pageset *pset;
682
683                 if (!populated_zone(zone))
684                         continue;
685
686                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
687                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
688                         struct per_cpu_pages *pcp;
689
690                         pcp = &pset->pcp[i];
691                         if (pcp->count) {
692                                 int to_drain;
693
694                                 local_irq_save(flags);
695                                 if (pcp->count >= pcp->batch)
696                                         to_drain = pcp->batch;
697                                 else
698                                         to_drain = pcp->count;
699                                 free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
700                                 pcp->count -= to_drain;
701                                 local_irq_restore(flags);
702                         }
703                 }
704         }
705 }
706 #endif
707
708 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
709 {
710         unsigned long flags;
711         struct zone *zone;
712         int i;
713
714         for_each_zone(zone) {
715                 struct per_cpu_pageset *pset;
716
717                 if (!populated_zone(zone))
718                         continue;
719
720                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
721                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
722                         struct per_cpu_pages *pcp;
723
724                         pcp = &pset->pcp[i];
725                         local_irq_save(flags);
726                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
727                         pcp->count = 0;
728                         local_irq_restore(flags);
729                 }
730         }
731 }
732
733 #ifdef CONFIG_PM
734
735 void mark_free_pages(struct zone *zone)
736 {
737         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
738         unsigned long flags;
739         int order;
740         struct list_head *curr;
741
742         if (!zone->spanned_pages)
743                 return;
744
745         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
746
747         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
748         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
749                 if (pfn_valid(pfn)) {
750                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
751
752                         if (!PageNosave(page))
753                                 ClearPageNosaveFree(page);
754                 }
755
756         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
757                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
758                         unsigned long i;
759
760                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
761                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
762                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
763                 }
764
765         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
766 }
767
768 /*
769  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
770  */
771 void drain_local_pages(void)
772 {
773         unsigned long flags;
774
775         local_irq_save(flags);  
776         __drain_pages(smp_processor_id());
777         local_irq_restore(flags);       
778 }
779 #endif /* CONFIG_PM */
780
781 /*
782  * Free a 0-order page
783  */
784 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
785 {
786         struct zone *zone = page_zone(page);
787         struct per_cpu_pages *pcp;
788         unsigned long flags;
789
790         if (arch_free_page(page, 0))
791                 return;
792
793         if (PageAnon(page))
794                 page->mapping = NULL;
795         if (free_pages_check(page))
796                 return;
797
798         if (!PageHighMem(page))
799                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
800         arch_free_page(page, 0);
801         kernel_map_pages(page, 1, 0);
802
803         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
804         local_irq_save(flags);
805         __count_vm_event(PGFREE);
806         list_add(&page->lru, &pcp->list);
807         pcp->count++;
808         if (pcp->count >= pcp->high) {
809                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
810                 pcp->count -= pcp->batch;
811         }
812         local_irq_restore(flags);
813         put_cpu();
814 }
815
816 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
817 {
818         free_hot_cold_page(page, 0);
819 }
820         
821 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
822 {
823         free_hot_cold_page(page, 1);
824 }
825
826 /*
827  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
828  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
829  * Each sub-page must be freed individually.
830  *
831  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
832  * Please consult with lkml before using this in your driver.
833  */
834 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
835 {
836         int i;
837
838         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
839         VM_BUG_ON(!page_count(page));
840         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
841                 set_page_refcounted(page + i);
842 }
843
844 /*
845  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
846  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
847  * or two.
848  */
849 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
850                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
851 {
852         unsigned long flags;
853         struct page *page;
854         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
855         int cpu;
856
857 again:
858         cpu  = get_cpu();
859         if (likely(order == 0)) {
860                 struct per_cpu_pages *pcp;
861
862                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
863                 local_irq_save(flags);
864                 if (!pcp->count) {
865                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
866                                                 pcp->batch, &pcp->list);
867                         if (unlikely(!pcp->count))
868                                 goto failed;
869                 }
870                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
871                 list_del(&page->lru);
872                 pcp->count--;
873         } else {
874                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
875                 page = __rmqueue(zone, order);
876                 spin_unlock(&zone->lock);
877                 if (!page)
878                         goto failed;
879         }
880
881         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
882         zone_statistics(zonelist, zone);
883         local_irq_restore(flags);
884         put_cpu();
885
886         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
887         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
888                 goto again;
889         return page;
890
891 failed:
892         local_irq_restore(flags);
893         put_cpu();
894         return NULL;
895 }
896
897 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
898 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
899 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
900 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
901 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
902 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
903 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
904
905 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
906
907 static struct fail_page_alloc_attr {
908         struct fault_attr attr;
909
910         u32 ignore_gfp_highmem;
911         u32 ignore_gfp_wait;
912
913 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
914
915         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
916         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
917
918 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
919
920 } fail_page_alloc = {
921         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
922         .ignore_gfp_wait = 1,
923         .ignore_gfp_highmem = 1,
924 };
925
926 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
927 {
928         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
929 }
930 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
931
932 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
933 {
934         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
935                 return 0;
936         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
937                 return 0;
938         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
939                 return 0;
940
941         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
942 }
943
944 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
945
946 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
947 {
948         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
949         struct dentry *dir;
950         int err;
951
952         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
953                                        "fail_page_alloc");
954         if (err)
955                 return err;
956         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
957
958         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
959                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
960                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
961
962         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
963                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
964                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
965
966         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
967                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
968                 err = -ENOMEM;
969                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
970                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
971                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
972         }
973
974         return err;
975 }
976
977 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
978
979 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
980
981 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
982
983 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
984 {
985         return 0;
986 }
987
988 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
989
990 /*
991  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
992  * of the allocation.
993  */
994 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
995                       int classzone_idx, int alloc_flags)
996 {
997         /* free_pages my go negative - that's OK */
998         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
999         int o;
1000
1001         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1002                 min -= min / 2;
1003         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1004                 min -= min / 4;
1005
1006         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1007                 return 0;
1008         for (o = 0; o < order; o++) {
1009                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1010                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1011
1012                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1013                 min >>= 1;
1014
1015                 if (free_pages <= min)
1016                         return 0;
1017         }
1018         return 1;
1019 }
1020
1021 #ifdef CONFIG_NUMA
1022 /*
1023  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1024  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1025  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1026  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1027  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1028  *
1029  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1030  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1031  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1032  *
1033  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1034  * nothing and returns NULL.
1035  *
1036  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1037  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1038  *
1039  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1040  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1041  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1042  * quickly as we can.
1043  */
1044 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1045 {
1046         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1047         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1048
1049         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1050         if (!zlc)
1051                 return NULL;
1052
1053         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1054                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1055                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1056         }
1057
1058         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1059                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1060                                         &node_online_map;
1061         return allowednodes;
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1066  * if it is worth looking at further for free memory:
1067  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1068  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1069  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1070  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1071  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1072  * else return false (zero) if it is not.
1073  *
1074  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1075  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1076  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1077  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1078  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1079  * into the second scan of the zonelist.
1080  *
1081  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1082  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1083  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1084  * unturned looking for a free page.
1085  */
1086 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1087                                                 nodemask_t *allowednodes)
1088 {
1089         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1090         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1091         int n;                          /* node that zone *z is on */
1092
1093         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1094         if (!zlc)
1095                 return 1;
1096
1097         i = z - zonelist->zones;
1098         n = zlc->z_to_n[i];
1099
1100         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1101         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1106  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1107  * from that zone don't waste time re-examining it.
1108  */
1109 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1110 {
1111         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1112         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1113
1114         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1115         if (!zlc)
1116                 return;
1117
1118         i = z - zonelist->zones;
1119
1120         set_bit(i, zlc->fullzones);
1121 }
1122
1123 #else   /* CONFIG_NUMA */
1124
1125 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1126 {
1127         return NULL;
1128 }
1129
1130 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1131                                 nodemask_t *allowednodes)
1132 {
1133         return 1;
1134 }
1135
1136 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1137 {
1138 }
1139 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1140
1141 /*
1142  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1143  * a page.
1144  */
1145 static struct page *
1146 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1147                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1148 {
1149         struct zone **z;
1150         struct page *page = NULL;
1151         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1152         struct zone *zone;
1153         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1154         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1155         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1156
1157 zonelist_scan:
1158         /*
1159          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1160          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1161          */
1162         z = zonelist->zones;
1163
1164         do {
1165                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1166                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1167                                 continue;
1168                 zone = *z;
1169                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1170                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1171                                 break;
1172                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1173                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1174                                 goto try_next_zone;
1175
1176                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1177                         unsigned long mark;
1178                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1179                                 mark = zone->pages_min;
1180                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1181                                 mark = zone->pages_low;
1182                         else
1183                                 mark = zone->pages_high;
1184                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1185                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1186                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1187                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1188                                         goto this_zone_full;
1189                         }
1190                 }
1191
1192                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1193                 if (page)
1194                         break;
1195 this_zone_full:
1196                 if (NUMA_BUILD)
1197                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1198 try_next_zone:
1199                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1200                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1201                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1202                         zlc_active = 1;
1203                         did_zlc_setup = 1;
1204                 }
1205         } while (*(++z) != NULL);
1206
1207         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1208                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1209                 zlc_active = 0;
1210                 goto zonelist_scan;
1211         }
1212         return page;
1213 }
1214
1215 /*
1216  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1217  */
1218 struct page * fastcall
1219 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1220                 struct zonelist *zonelist)
1221 {
1222         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1223         struct zone **z;
1224         struct page *page;
1225         struct reclaim_state reclaim_state;
1226         struct task_struct *p = current;
1227         int do_retry;
1228         int alloc_flags;
1229         int did_some_progress;
1230
1231         might_sleep_if(wait);
1232
1233         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1234                 return NULL;
1235
1236 restart:
1237         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1238
1239         if (unlikely(*z == NULL)) {
1240                 /* Should this ever happen?? */
1241                 return NULL;
1242         }
1243
1244         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1245                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1246         if (page)
1247                 goto got_pg;
1248
1249         /*
1250          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1251          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1252          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1253          * using a larger set of nodes after it has established that the
1254          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1255          * over allocated.
1256          */
1257         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1258                 goto nopage;
1259
1260         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1261                 wakeup_kswapd(*z, order);
1262
1263         /*
1264          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1265          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1266          * to how we want to proceed.
1267          *
1268          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1269          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1270          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1271          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1272          */
1273         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1274         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1275                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1276         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1277                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1278         if (wait)
1279                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1280
1281         /*
1282          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1283          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1284          *
1285          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1286          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1287          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1288          */
1289         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1290         if (page)
1291                 goto got_pg;
1292
1293         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1294
1295 rebalance:
1296         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1297                         && !in_interrupt()) {
1298                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1299 nofail_alloc:
1300                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1301                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1302                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1303                         if (page)
1304                                 goto got_pg;
1305                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1306                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1307                                 goto nofail_alloc;
1308                         }
1309                 }
1310                 goto nopage;
1311         }
1312
1313         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1314         if (!wait)
1315                 goto nopage;
1316
1317         cond_resched();
1318
1319         /* We now go into synchronous reclaim */
1320         cpuset_memory_pressure_bump();
1321         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1322         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1323         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1324
1325         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1326
1327         p->reclaim_state = NULL;
1328         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1329
1330         cond_resched();
1331
1332         if (likely(did_some_progress)) {
1333                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1334                                                 zonelist, alloc_flags);
1335                 if (page)
1336                         goto got_pg;
1337         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1338                 /*
1339                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1340                  * very high watermark here, this is only to catch
1341                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1342                  * under heavy pressure.
1343                  */
1344                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1345                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1346                 if (page)
1347                         goto got_pg;
1348
1349                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1350                 goto restart;
1351         }
1352
1353         /*
1354          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1355          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1356          *
1357          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1358          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1359          */
1360         do_retry = 0;
1361         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1362                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1363                         do_retry = 1;
1364                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1365                         do_retry = 1;
1366         }
1367         if (do_retry) {
1368                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1369                 goto rebalance;
1370         }
1371
1372 nopage:
1373         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1374                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1375                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1376                         p->comm, order, gfp_mask);
1377                 dump_stack();
1378                 show_mem();
1379         }
1380 got_pg:
1381         return page;
1382 }
1383
1384 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1385
1386 /*
1387  * Common helper functions.
1388  */
1389 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1390 {
1391         struct page * page;
1392         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1393         if (!page)
1394                 return 0;
1395         return (unsigned long) page_address(page);
1396 }
1397
1398 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1399
1400 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1401 {
1402         struct page * page;
1403
1404         /*
1405          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1406          * a highmem page
1407          */
1408         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1409
1410         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1411         if (page)
1412                 return (unsigned long) page_address(page);
1413         return 0;
1414 }
1415
1416 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1417
1418 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1419 {
1420         int i = pagevec_count(pvec);
1421
1422         while (--i >= 0)
1423                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1424 }
1425
1426 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1427 {
1428         if (put_page_testzero(page)) {
1429                 if (order == 0)
1430                         free_hot_page(page);
1431                 else
1432                         __free_pages_ok(page, order);
1433         }
1434 }
1435
1436 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1437
1438 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1439 {
1440         if (addr != 0) {
1441                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1442                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1443         }
1444 }
1445
1446 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1447
1448 /*
1449  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1450  */
1451 unsigned int nr_free_pages(void)
1452 {
1453         unsigned int sum = 0;
1454         struct zone *zone;
1455
1456         for_each_zone(zone)
1457                 sum += zone->free_pages;
1458
1459         return sum;
1460 }
1461
1462 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1463
1464 #ifdef CONFIG_NUMA
1465 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1466 {
1467         unsigned int sum = 0;
1468         enum zone_type i;
1469
1470         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1471                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1472
1473         return sum;
1474 }
1475 #endif
1476
1477 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1478 {
1479         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1480         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1481         unsigned int sum = 0;
1482
1483         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1484         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1485         struct zone *zone;
1486
1487         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1488                 unsigned long size = zone->present_pages;
1489                 unsigned long high = zone->pages_high;
1490                 if (size > high)
1491                         sum += size - high;
1492         }
1493
1494         return sum;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1499  */
1500 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1501 {
1502         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1507  */
1508 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1509 {
1510         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1511 }
1512
1513 static inline void show_node(struct zone *zone)
1514 {
1515         if (NUMA_BUILD)
1516                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1517 }
1518
1519 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1520 {
1521         val->totalram = totalram_pages;
1522         val->sharedram = 0;
1523         val->freeram = nr_free_pages();
1524         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1525         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1526         val->freehigh = nr_free_highpages();
1527         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1528
1529         if (vx_flags(VXF_VIRT_MEM, 0))
1530                 vx_vsi_meminfo(val);
1531 }
1532
1533 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1534
1535 #ifdef CONFIG_NUMA
1536 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1537 {
1538         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1539
1540         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1541         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1542 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1543         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1544         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1545 #else
1546         val->totalhigh = 0;
1547         val->freehigh = 0;
1548 #endif
1549         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1550
1551         if (vx_flags(VXF_VIRT_MEM, 0))
1552                 vx_vsi_meminfo(val);
1553 }
1554 #endif
1555
1556 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1557
1558 /*
1559  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1560  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1561  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1562  */
1563 void show_free_areas(void)
1564 {
1565         int cpu;
1566         unsigned long active;
1567         unsigned long inactive;
1568         unsigned long free;
1569         struct zone *zone;
1570
1571         for_each_zone(zone) {
1572                 if (!populated_zone(zone))
1573                         continue;
1574
1575                 show_node(zone);
1576                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1577
1578                 for_each_online_cpu(cpu) {
1579                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1580
1581                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1582
1583                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1584                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1585                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1586                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1587                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1588                                pageset->pcp[1].count);
1589                 }
1590         }
1591
1592         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1593
1594         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1595                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1596                 active,
1597                 inactive,
1598                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1599                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1600                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1601                 nr_free_pages(),
1602                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1603                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1604                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1605                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1606
1607         for_each_zone(zone) {
1608                 int i;
1609
1610                 if (!populated_zone(zone))
1611                         continue;
1612
1613                 show_node(zone);
1614                 printk("%s"
1615                         " free:%lukB"
1616                         " min:%lukB"
1617                         " low:%lukB"
1618                         " high:%lukB"
1619                         " active:%lukB"
1620                         " inactive:%lukB"
1621                         " present:%lukB"
1622                         " pages_scanned:%lu"
1623                         " all_unreclaimable? %s"
1624                         "\n",
1625                         zone->name,
1626                         K(zone->free_pages),
1627                         K(zone->pages_min),
1628                         K(zone->pages_low),
1629                         K(zone->pages_high),
1630                         K(zone->nr_active),
1631                         K(zone->nr_inactive),
1632                         K(zone->present_pages),
1633                         zone->pages_scanned,
1634                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1635                         );
1636                 printk("lowmem_reserve[]:");
1637                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1638                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1639                 printk("\n");
1640         }
1641
1642         for_each_zone(zone) {
1643                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1644
1645                 if (!populated_zone(zone))
1646                         continue;
1647
1648                 show_node(zone);
1649                 printk("%s: ", zone->name);
1650
1651                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1652                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1653                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1654                         total += nr[order] << order;
1655                 }
1656                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1657                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1658                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1659                 printk("= %lukB\n", K(total));
1660         }
1661
1662         show_swap_cache_info();
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Builds allocation fallback zone lists.
1667  *
1668  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1669  */
1670 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1671                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1672 {
1673         struct zone *zone;
1674
1675         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1676         zone_type++;
1677
1678         do {
1679                 zone_type--;
1680                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1681                 if (populated_zone(zone)) {
1682                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1683                         check_highest_zone(zone_type);
1684                 }
1685
1686         } while (zone_type);
1687         return nr_zones;
1688 }
1689
1690 #ifdef CONFIG_NUMA
1691 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1692 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1693 /**
1694  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1695  * @node: node whose fallback list we're appending
1696  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1697  *
1698  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1699  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1700  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1701  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1702  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1703  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1704  * on them otherwise.
1705  * It returns -1 if no node is found.
1706  */
1707 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1708 {
1709         int n, val;
1710         int min_val = INT_MAX;
1711         int best_node = -1;
1712
1713         /* Use the local node if we haven't already */
1714         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1715                 node_set(node, *used_node_mask);
1716                 return node;
1717         }
1718
1719         for_each_online_node(n) {
1720                 cpumask_t tmp;
1721
1722                 /* Don't want a node to appear more than once */
1723                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1724                         continue;
1725
1726                 /* Use the distance array to find the distance */
1727                 val = node_distance(node, n);
1728
1729                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1730                 val += (n < node);
1731
1732                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1733                 tmp = node_to_cpumask(n);
1734                 if (!cpus_empty(tmp))
1735                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1736
1737                 /* Slight preference for less loaded node */
1738                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1739                 val += node_load[n];
1740
1741                 if (val < min_val) {
1742                         min_val = val;
1743                         best_node = n;
1744                 }
1745         }
1746
1747         if (best_node >= 0)
1748                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1749
1750         return best_node;
1751 }
1752
1753 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1754 {
1755         int j, node, local_node;
1756         enum zone_type i;
1757         int prev_node, load;
1758         struct zonelist *zonelist;
1759         nodemask_t used_mask;
1760
1761         /* initialize zonelists */
1762         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1763                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1764                 zonelist->zones[0] = NULL;
1765         }
1766
1767         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1768         local_node = pgdat->node_id;
1769         load = num_online_nodes();
1770         prev_node = local_node;
1771         nodes_clear(used_mask);
1772         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1773                 int distance = node_distance(local_node, node);
1774
1775                 /*
1776                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1777                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1778                  */
1779                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1780                         zone_reclaim_mode = 1;
1781
1782                 /*
1783                  * We don't want to pressure a particular node.
1784                  * So adding penalty to the first node in same
1785                  * distance group to make it round-robin.
1786                  */
1787
1788                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1789                         node_load[node] += load;
1790                 prev_node = node;
1791                 load--;
1792                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1793                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1794                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1795
1796                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1797                         zonelist->zones[j] = NULL;
1798                 }
1799         }
1800 }
1801
1802 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1803 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1804 {
1805         int i;
1806
1807         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1808                 struct zonelist *zonelist;
1809                 struct zonelist_cache *zlc;
1810                 struct zone **z;
1811
1812                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1813                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1814                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1815                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1816                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1817         }
1818 }
1819
1820 #else   /* CONFIG_NUMA */
1821
1822 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1823 {
1824         int node, local_node;
1825         enum zone_type i,j;
1826
1827         local_node = pgdat->node_id;
1828         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1829                 struct zonelist *zonelist;
1830
1831                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1832
1833                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1834                 /*
1835                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1836                  * of all the other nodes.
1837                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1838                  * building the zones for node N, we make sure that the
1839                  * zones coming right after the local ones are those from
1840                  * node N+1 (modulo N)
1841                  */
1842                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1843                         if (!node_online(node))
1844                                 continue;
1845                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1846                 }
1847                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1848                         if (!node_online(node))
1849                                 continue;
1850                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1851                 }
1852
1853                 zonelist->zones[j] = NULL;
1854         }
1855 }
1856
1857 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1858 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1859 {
1860         int i;
1861
1862         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1863                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1864 }
1865
1866 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1867
1868 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1869 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1870 {
1871         int nid;
1872
1873         for_each_online_node(nid) {
1874                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1875                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1876         }
1877         return 0;
1878 }
1879
1880 void __meminit build_all_zonelists(void)
1881 {
1882         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1883                 __build_all_zonelists(NULL);
1884                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1885         } else {
1886                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1887                    of zonelist */
1888                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1889                 /* cpuset refresh routine should be here */
1890         }
1891         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1892         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1893                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1898  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1899  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1900  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1901  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1902  * conservative, even though it seems large.
1903  *
1904  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1905  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1906  */
1907 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1908
1909 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1910 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1911 {
1912         unsigned long size = 1;
1913
1914         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1915
1916         while (size < pages)
1917                 size <<= 1;
1918
1919         /*
1920          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1921          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1922          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1923          */
1924         size = min(size, 4096UL);
1925
1926         return max(size, 4UL);
1927 }
1928 #else
1929 /*
1930  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1931  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1932  *
1933  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1934  *
1935  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1936  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1937  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1938  *
1939  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1940  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1941  *
1942  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1943  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1944  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1945  */
1946 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1947 {
1948         return 4096UL;
1949 }
1950 #endif
1951
1952 /*
1953  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1954  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1955  * hash function before the remainder is taken.
1956  */
1957 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1958 {
1959         return ffz(~size);
1960 }
1961
1962 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1963
1964 /*
1965  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1966  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1967  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1968  */
1969 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1970                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1971 {
1972         struct page *page;
1973         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1974         unsigned long pfn;
1975
1976         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1977                 /*
1978                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1979                  * handed to this function.  They do not
1980                  * exist on hotplugged memory.
1981                  */
1982                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1983                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1984                                 continue;
1985                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1986                                 continue;
1987                 }
1988                 page = pfn_to_page(pfn);
1989                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1990                 init_page_count(page);
1991                 reset_page_mapcount(page);
1992                 SetPageReserved(page);
1993                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1994 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1995                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1996                 if (!is_highmem_idx(zone))
1997                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1998 #endif
1999         }
2000 }
2001
2002 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
2003                                 unsigned long size)
2004 {
2005         int order;
2006         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
2007                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
2008                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2009         }
2010 }
2011
2012 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2013 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2014         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2015 #endif
2016
2017 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2018 {
2019         int batch;
2020
2021         /*
2022          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2023          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2024          *
2025          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2026          */
2027         batch = zone->present_pages / 1024;
2028         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2029                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2030         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2031         if (batch < 1)
2032                 batch = 1;
2033
2034         /*
2035          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2036          * of 2 value was found to be more likely to have
2037          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2038          *
2039          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2040          * batches of pages, one task can end up with a lot
2041          * of pages of one half of the possible page colors
2042          * and the other with pages of the other colors.
2043          */
2044         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2045
2046         return batch;
2047 }
2048
2049 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2050 {
2051         struct per_cpu_pages *pcp;
2052
2053         memset(p, 0, sizeof(*p));
2054
2055         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2056         pcp->count = 0;
2057         pcp->high = 6 * batch;
2058         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2059         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2060
2061         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2062         pcp->count = 0;
2063         pcp->high = 2 * batch;
2064         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2065         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2066 }
2067
2068 /*
2069  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2070  * to the value high for the pageset p.
2071  */
2072
2073 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2074                                 unsigned long high)
2075 {
2076         struct per_cpu_pages *pcp;
2077
2078         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2079         pcp->high = high;
2080         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2081         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2082                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2083 }
2084
2085
2086 #ifdef CONFIG_NUMA
2087 /*
2088  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2089  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2090  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2091  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2092  * with interrupts disabled.
2093  *
2094  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2095  *
2096  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2097  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2098  * hotplugged processors.
2099  *
2100  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2101  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2102  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2103  */
2104 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2105
2106 /*
2107  * Dynamically allocate memory for the
2108  * per cpu pageset array in struct zone.
2109  */
2110 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2111 {
2112         struct zone *zone, *dzone;
2113
2114         for_each_zone(zone) {
2115
2116                 if (!populated_zone(zone))
2117                         continue;
2118
2119                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2120                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2121                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2122                         goto bad;
2123
2124                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2125
2126                 if (percpu_pagelist_fraction)
2127                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2128                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2129         }
2130
2131         return 0;
2132 bad:
2133         for_each_zone(dzone) {
2134                 if (dzone == zone)
2135                         break;
2136                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2137                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2138         }
2139         return -ENOMEM;
2140 }
2141
2142 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2143 {
2144         struct zone *zone;
2145
2146         for_each_zone(zone) {
2147                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2148
2149                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2150                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2151                         kfree(pset);
2152                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2153         }
2154 }
2155
2156 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2157                 unsigned long action,
2158                 void *hcpu)
2159 {
2160         int cpu = (long)hcpu;
2161         int ret = NOTIFY_OK;
2162
2163         switch (action) {
2164         case CPU_UP_PREPARE:
2165                 if (process_zones(cpu))
2166                         ret = NOTIFY_BAD;
2167                 break;
2168         case CPU_UP_CANCELED:
2169         case CPU_DEAD:
2170                 free_zone_pagesets(cpu);
2171                 break;
2172         default:
2173                 break;
2174         }
2175         return ret;
2176 }
2177
2178 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2179         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2180
2181 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2182 {
2183         int err;
2184
2185         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2186          * A cpuup callback will do this for every cpu
2187          * as it comes online
2188          */
2189         err = process_zones(smp_processor_id());
2190         BUG_ON(err);
2191         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2192 }
2193
2194 #endif
2195
2196 static __meminit
2197 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2198 {
2199         int i;
2200         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2201         size_t alloc_size;
2202
2203         /*
2204          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2205          * per zone.
2206          */
2207         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2208                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2209         zone->wait_table_bits =
2210                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2211         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2212                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2213
2214         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2215                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2216                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2217         } else {
2218                 /*
2219                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2220                  * via memory hot-add.
2221                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2222                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2223                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2224                  * node itself as well.
2225                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2226                  * necessary.
2227                  */
2228                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2229         }
2230         if (!zone->wait_table)
2231                 return -ENOMEM;
2232
2233         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2234                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2235
2236         return 0;
2237 }
2238
2239 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2240 {
2241         int cpu;
2242         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2243
2244         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2245 #ifdef CONFIG_NUMA
2246                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2247                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2248                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2249 #else
2250                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2251 #endif
2252         }
2253         if (zone->present_pages)
2254                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2255                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2256 }
2257
2258 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2259                                         unsigned long zone_start_pfn,
2260                                         unsigned long size,
2261                                         enum memmap_context context)
2262 {
2263         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2264         int ret;
2265         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2266         if (ret)
2267                 return ret;
2268         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2269
2270         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2271
2272         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2273
2274         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2275
2276         return 0;
2277 }
2278
2279 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2280 /*
2281  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2282  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2283  */
2284 static int __init first_active_region_index_in_nid(int nid)
2285 {
2286         int i;
2287
2288         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2289                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2290                         return i;
2291
2292         return -1;
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2297  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2298  */
2299 static int __init next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2300 {
2301         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2302                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2303                         return index;
2304
2305         return -1;
2306 }
2307
2308 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2309 /*
2310  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2311  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2312  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2313  * alternative
2314  */
2315 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2316 {
2317         int i;
2318
2319         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2320                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2321                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2322
2323                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2324                         return early_node_map[i].nid;
2325         }
2326
2327         return 0;
2328 }
2329 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2330
2331 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2332 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2333         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2334                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2335
2336 /**
2337  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2338  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2339  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2340  *
2341  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2342  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2343  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2344  */
2345 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2346                                                 unsigned long max_low_pfn)
2347 {
2348         int i;
2349
2350         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2351                 unsigned long size_pages = 0;
2352                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2353
2354                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2355                         continue;
2356
2357                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2358                         end_pfn = max_low_pfn;
2359
2360                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2361                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2362                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2363                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2364         }
2365 }
2366
2367 /**
2368  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2369  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2370  *
2371  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2372  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2373  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2374  */
2375 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2376 {
2377         int i;
2378
2379         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2380                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2381                                 early_node_map[i].start_pfn,
2382                                 early_node_map[i].end_pfn);
2383 }
2384
2385 /**
2386  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2387  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2388  * @start_pfn: The start pfn of the node
2389  * @end_pfn: The end pfn of the node
2390  *
2391  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2392  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2393  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2394  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2395  * be used later.
2396  */
2397 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2398 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2399                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2400 {
2401         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2402                         nid, start_pfn, end_pfn);
2403
2404         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2405         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2406                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2407
2408         /* Update the boundaries */
2409         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2410                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2411         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2412                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2413 }
2414
2415 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2416 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2417                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2418 {
2419         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2420                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2421
2422         /* Return if boundary information has not been provided */
2423         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2424                 return;
2425
2426         /* Check the boundaries and update if necessary */
2427         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2428                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2429         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2430                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2431 }
2432 #else
2433 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2434                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2435
2436 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2437                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2438 #endif
2439
2440
2441 /**
2442  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2443  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2444  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2445  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2446  *
2447  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2448  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2449  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2450  * PFNs will be 0.
2451  */
2452 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2453                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2454 {
2455         int i;
2456         *start_pfn = -1UL;
2457         *end_pfn = 0;
2458
2459         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2460                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2461                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2462         }
2463
2464         if (*start_pfn == -1UL) {
2465                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2466                 *start_pfn = 0;
2467         }
2468
2469         /* Push the node boundaries out if requested */
2470         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2475  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2476  */
2477 unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2478                                         unsigned long zone_type,
2479                                         unsigned long *ignored)
2480 {
2481         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2482         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2483
2484         /* Get the start and end of the node and zone */
2485         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2486         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2487         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2488
2489         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2490         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2491                 return 0;
2492
2493         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2494         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2495         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2496
2497         /* Return the spanned pages */
2498         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2503  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2504  */
2505 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
2506                                 unsigned long range_start_pfn,
2507                                 unsigned long range_end_pfn)
2508 {
2509         int i = 0;
2510         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2511         unsigned long start_pfn;
2512
2513         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2514         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2515         if (i == -1)
2516                 return 0;
2517
2518         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2519         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2520                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2521
2522         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2523
2524         /* Find all holes for the zone within the node */
2525         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2526
2527                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2528                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2529                         break;
2530
2531                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2532                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2533                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2534
2535                 /* Update the hole size cound and move on */
2536                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2537                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2538                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2539                 }
2540                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2541         }
2542
2543         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2544         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2545                 hole_pages += range_end_pfn -
2546                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2547
2548         return hole_pages;
2549 }
2550
2551 /**
2552  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2553  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2554  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2555  *
2556  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2557  */
2558 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2559                                                         unsigned long end_pfn)
2560 {
2561         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2562 }
2563
2564 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2565 unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
2566                                         unsigned long zone_type,
2567                                         unsigned long *ignored)
2568 {
2569         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2570         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2571
2572         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2573         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2574                                                         node_start_pfn);
2575         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2576                                                         node_end_pfn);
2577
2578         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2579 }
2580
2581 #else
2582 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2583                                         unsigned long zone_type,
2584                                         unsigned long *zones_size)
2585 {
2586         return zones_size[zone_type];
2587 }
2588
2589 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2590                                                 unsigned long zone_type,
2591                                                 unsigned long *zholes_size)
2592 {
2593         if (!zholes_size)
2594                 return 0;
2595
2596         return zholes_size[zone_type];
2597 }
2598
2599 #endif
2600
2601 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2602                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2603 {
2604         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2605         enum zone_type i;
2606
2607         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2608                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2609                                                                 zones_size);
2610         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2611
2612         realtotalpages = totalpages;
2613         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2614                 realtotalpages -=
2615                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2616                                                                 zholes_size);
2617         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2618         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2619                                                         realtotalpages);
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Set up the zone data structures:
2624  *   - mark all pages reserved
2625  *   - mark all memory queues empty
2626  *   - clear the memory bitmaps
2627  */
2628 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2629                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2630 {
2631         enum zone_type j;
2632         int nid = pgdat->node_id;
2633         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2634         int ret;
2635
2636         pgdat_resize_init(pgdat);
2637         pgdat->nr_zones = 0;
2638         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2639         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2640         
2641         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2642                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2643                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2644
2645                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2646                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2647                                                                 zholes_size);
2648
2649                 /*
2650                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2651                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2652                  * and per-cpu initialisations
2653                  */
2654                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2655                 if (realsize >= memmap_pages) {
2656                         realsize -= memmap_pages;
2657                         printk(KERN_DEBUG
2658                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2659                                 zone_names[j], memmap_pages);
2660                 } else
2661                         printk(KERN_WARNING
2662                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2663                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2664
2665                 /* Account for reserved DMA pages */
2666                 if (j == ZONE_DMA && realsize > dma_reserve) {
2667                         realsize -= dma_reserve;
2668                         printk(KERN_DEBUG "  DMA zone: %lu pages reserved\n",
2669                                                                 dma_reserve);
2670                 }
2671
2672                 if (!is_highmem_idx(j))
2673                         nr_kernel_pages += realsize;
2674                 nr_all_pages += realsize;
2675
2676                 zone->spanned_pages = size;
2677                 zone->present_pages = realsize;
2678 #ifdef CONFIG_NUMA
2679                 zone->node = nid;
2680                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2681                                                 / 100;
2682                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2683 #endif
2684                 zone->name = zone_names[j];
2685                 spin_lock_init(&zone->lock);
2686                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2687                 zone_seqlock_init(zone);
2688                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2689                 zone->free_pages = 0;
2690
2691                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2692
2693                 zone_pcp_init(zone);
2694                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2695                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2696                 zone->nr_scan_active = 0;
2697                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2698                 zone->nr_active = 0;
2699                 zone->nr_inactive = 0;
2700                 zap_zone_vm_stats(zone);
2701                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2702                 if (!size)
2703                         continue;
2704
2705                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2706                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2707                 BUG_ON(ret);
2708                 zone_start_pfn += size;
2709         }
2710 }
2711
2712 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2713 {
2714         /* Skip empty nodes */
2715         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2716                 return;
2717
2718 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2719         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2720         if (!pgdat->node_mem_map) {
2721                 unsigned long size, start, end;
2722                 struct page *map;
2723
2724                 /*
2725                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2726                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2727                  * for the buddy allocator to function correctly.
2728                  */
2729                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2730                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2731                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2732                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2733                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2734                 if (!map)
2735                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2736                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2737         }
2738 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2739         /*
2740          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2741          */
2742         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2743                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2744 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2745                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2746                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2747 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2748         }
2749 #endif
2750 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2751 }
2752
2753 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2754                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2755                 unsigned long *zholes_size)
2756 {
2757         pgdat->node_id = nid;
2758         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2759         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2760
2761         alloc_node_mem_map(pgdat);
2762
2763         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2764 }
2765
2766 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2767 /**
2768  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2769  * @nid: The node ID the range resides on
2770  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2771  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2772  *
2773  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2774  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2775  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2776  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2777  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2778  */
2779 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2780                                                 unsigned long end_pfn)
2781 {
2782         int i;
2783
2784         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2785                           "%d entries of %d used\n",
2786                           nid, start_pfn, end_pfn,
2787                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2788
2789         /* Merge with existing active regions if possible */
2790         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2791                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2792                         continue;
2793
2794                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2795                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2796                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2797                         return;
2798
2799                 /* Merge forward if suitable */
2800                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2801                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2802                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2803                         return;
2804                 }
2805
2806                 /* Merge backward if suitable */
2807                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2808                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2809                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2810                         return;
2811                 }
2812         }
2813
2814         /* Check that early_node_map is large enough */
2815         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2816                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2817                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2818                 return;
2819         }
2820
2821         early_node_map[i].nid = nid;
2822         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2823         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2824         nr_nodemap_entries = i + 1;
2825 }
2826
2827 /**
2828  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2829  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2830  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2831  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2832  *
2833  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2834  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2835  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2836  * an existing registered range.
2837  */
2838 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2839                                                 unsigned long new_end_pfn)
2840 {
2841         int i;
2842
2843         /* Find the old active region end and shrink */
2844         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2845                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2846                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2847                         break;
2848                 }
2849 }
2850
2851 /**
2852  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2853  *
2854  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2855  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2856  * all currently registered regions.
2857  */
2858 void __init remove_all_active_ranges(void)
2859 {
2860         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2861         nr_nodemap_entries = 0;
2862 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2863         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2864         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2865 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2866 }
2867
2868 /* Compare two active node_active_regions */
2869 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2870 {
2871         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2872         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2873
2874         /* Done this way to avoid overflows */
2875         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2876                 return 1;
2877         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2878                 return -1;
2879
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 /* sort the node_map by start_pfn */
2884 static void __init sort_node_map(void)
2885 {
2886         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2887                         sizeof(struct node_active_region),
2888                         cmp_node_active_region, NULL);
2889 }
2890
2891 /* Find the lowest pfn for a node. This depends on a sorted early_node_map */
2892 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2893 {
2894         int i;
2895
2896         /* Regions in the early_node_map can be in any order */
2897         sort_node_map();
2898
2899         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2900         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2901                 return early_node_map[i].start_pfn;
2902
2903         printk(KERN_WARNING "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2904         return 0;
2905 }
2906
2907 /**
2908  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2909  *
2910  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2911  * add_active_range().
2912  */
2913 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2914 {
2915         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2916 }
2917
2918 /**
2919  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2920  *
2921  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2922  * add_active_range().
2923  */
2924 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2925 {
2926         int i;
2927         unsigned long max_pfn = 0;
2928
2929         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2930                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2931
2932         return max_pfn;
2933 }
2934
2935 /**
2936  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2937  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2938  *
2939  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2940  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2941  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2942  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2943  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2944  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2945  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2946  * at arch_max_dma_pfn.
2947  */
2948 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2949 {
2950         unsigned long nid;
2951         enum zone_type i;
2952
2953         /* Record where the zone boundaries are */
2954         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2955                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2956         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2957                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2958         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2959         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2960         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2961                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2962                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2963                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2964                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2965         }
2966
2967         /* Print out the zone ranges */
2968         printk("Zone PFN ranges:\n");
2969         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2970                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2971                                 zone_names[i],
2972                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2973                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2974
2975         /* Print out the early_node_map[] */
2976         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2977         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2978                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2979                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2980                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2981
2982         /* Initialise every node */
2983         for_each_online_node(nid) {
2984                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2985                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2986                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2987         }
2988 }
2989 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2990
2991 /**
2992  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2993  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2994  *
2995  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2996  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2997  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2998  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2999  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3000  * smaller per-cpu batchsize.
3001  */
3002 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3003 {
3004         dma_reserve = new_dma_reserve;
3005 }
3006
3007 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3008 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3009 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3010
3011 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3012 #endif
3013
3014 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3015 {
3016         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3017                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3018 }
3019
3020 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3021                                  unsigned long action, void *hcpu)
3022 {
3023         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3024
3025         if (action == CPU_DEAD) {
3026                 local_irq_disable();
3027                 __drain_pages(cpu);
3028                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3029                 local_irq_enable();
3030                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3031         }
3032         return NOTIFY_OK;
3033 }
3034
3035 void __init page_alloc_init(void)
3036 {
3037         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3038 }
3039
3040 /*
3041  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3042  *      or min_free_kbytes changes.
3043  */
3044 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3045 {
3046         struct pglist_data *pgdat;
3047         unsigned long reserve_pages = 0;
3048         enum zone_type i, j;
3049
3050         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3051                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3052                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3053                         unsigned long max = 0;
3054
3055                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3056                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3057                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3058                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3059                         }
3060
3061                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3062                         max += zone->pages_high;
3063
3064                         if (max > zone->present_pages)
3065                                 max = zone->present_pages;
3066                         reserve_pages += max;
3067                 }
3068         }
3069         totalreserve_pages = reserve_pages;
3070 }
3071
3072 /*
3073  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3074  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3075  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3076  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3077  */
3078 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3079 {
3080         struct pglist_data *pgdat;
3081         enum zone_type j, idx;
3082
3083         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3084                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3085                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3086                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3087
3088                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3089
3090                         idx = j;
3091                         while (idx) {
3092                                 struct zone *lower_zone;
3093
3094                                 idx--;
3095
3096                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3097                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3098
3099                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3100                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3101                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3102                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3103                         }
3104                 }
3105         }
3106
3107         /* update totalreserve_pages */
3108         calculate_totalreserve_pages();
3109 }
3110
3111 /**
3112  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3113  *
3114  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3115  * with respect to min_free_kbytes.
3116  */
3117 void setup_per_zone_pages_min(void)
3118 {
3119         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3120         unsigned long lowmem_pages = 0;
3121         struct zone *zone;
3122         unsigned long flags;
3123
3124         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3125         for_each_zone(zone) {
3126                 if (!is_highmem(zone))
3127                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3128         }
3129
3130         for_each_zone(zone) {
3131                 u64 tmp;
3132
3133                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3134                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3135                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3136                 if (is_highmem(zone)) {
3137                         /*
3138                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3139                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3140                          * value here.
3141                          *
3142                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3143                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3144                          * not be capped for highmem.
3145                          */
3146                         int min_pages;
3147
3148                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3149                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3150                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3151                         if (min_pages > 128)
3152                                 min_pages = 128;
3153                         zone->pages_min = min_pages;
3154                 } else {
3155                         /*
3156                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3157                          * proportionate to the zone's size.
3158                          */
3159                         zone->pages_min = tmp;
3160                 }
3161
3162                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3163                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3164                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3165         }
3166
3167         /* update totalreserve_pages */
3168         calculate_totalreserve_pages();
3169 }
3170
3171 /*
3172  * Initialise min_free_kbytes.
3173  *
3174  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3175  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3176  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3177  *
3178  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3179  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3180  *
3181  * which yields
3182  *
3183  * 16MB:        512k
3184  * 32MB:        724k
3185  * 64MB:        1024k
3186  * 128MB:       1448k
3187  * 256MB:       2048k
3188  * 512MB:       2896k
3189  * 1024MB:      4096k
3190  * 2048MB:      5792k
3191  * 4096MB:      8192k
3192  * 8192MB:      11584k
3193  * 16384MB:     16384k
3194  */
3195 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3196 {
3197         unsigned long lowmem_kbytes;
3198
3199         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3200
3201         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3202         if (min_free_kbytes < 128)
3203                 min_free_kbytes = 128;
3204         if (min_free_kbytes > 65536)
3205                 min_free_kbytes = 65536;
3206         setup_per_zone_pages_min();
3207         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3208         return 0;
3209 }
3210 module_init(init_per_zone_pages_min)
3211
3212 /*
3213  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3214  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3215  *      changes.
3216  */
3217 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3218         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3219 {
3220         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3221         setup_per_zone_pages_min();
3222         return 0;
3223 }
3224
3225 #ifdef CONFIG_NUMA
3226 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3227         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3228 {
3229         struct zone *zone;
3230         int rc;
3231
3232         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3233         if (rc)
3234                 return rc;
3235
3236         for_each_zone(zone)
3237                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3238                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3239         return 0;
3240 }
3241
3242 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3243         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3244 {
3245         struct zone *zone;
3246         int rc;
3247
3248         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3249         if (rc)
3250                 return rc;
3251
3252         for_each_zone(zone)
3253                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3254                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3255         return 0;
3256 }
3257 #endif
3258
3259 /*
3260  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3261  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3262  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3263  *
3264  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3265  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3266  * if in function of the boot time zone sizes.
3267  */
3268 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3269         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3270 {
3271         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3272         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3273         return 0;
3274 }
3275
3276 /*
3277  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3278  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3279  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3280  */
3281
3282 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3283         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3284 {
3285         struct zone *zone;
3286         unsigned int cpu;
3287         int ret;
3288
3289         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3290         if (!write || (ret == -EINVAL))
3291                 return ret;
3292         for_each_zone(zone) {
3293                 for_each_online_cpu(cpu) {
3294                         unsigned long  high;
3295                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3296                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3297                 }
3298         }
3299         return 0;
3300 }
3301
3302 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3303
3304 #ifdef CONFIG_NUMA
3305 static int __init set_hashdist(char *str)
3306 {
3307         if (!str)
3308                 return 0;
3309         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3310         return 1;
3311 }
3312 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3313 #endif
3314
3315 /*
3316  * allocate a large system hash table from bootmem
3317  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3318  *   quantity of entries
3319  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3320  */
3321 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3322                                      unsigned long bucketsize,
3323                                      unsigned long numentries,
3324                                      int scale,
3325                                      int flags,
3326                                      unsigned int *_hash_shift,
3327                                      unsigned int *_hash_mask,
3328                                      unsigned long limit)
3329 {
3330         unsigned long long max = limit;
3331         unsigned long log2qty, size;
3332         void *table = NULL;
3333
3334         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3335         if (!numentries) {
3336                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3337                 numentries = nr_kernel_pages;
3338                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3339                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3340                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3341
3342                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3343                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3344                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3345                 else
3346                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3347
3348                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3349                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3350                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3351         }
3352         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3353
3354         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3355         if (max == 0) {
3356                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3357                 do_div(max, bucketsize);
3358         }
3359
3360         if (numentries > max)
3361                 numentries = max;
3362
3363         log2qty = ilog2(numentries);
3364
3365         do {
3366                 size = bucketsize << log2qty;
3367                 if (flags & HASH_EARLY)
3368                         table = alloc_bootmem(size);
3369                 else if (hashdist)
3370                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3371                 else {
3372                         unsigned long order;
3373                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3374                                 ;
3375                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3376                 }
3377         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3378
3379         if (!table)
3380                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3381
3382         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3383                tablename,
3384                (1U << log2qty),
3385                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3386                size);
3387
3388         if (_hash_shift)
3389                 *_hash_shift = log2qty;
3390         if (_hash_mask)
3391                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3392
3393         return table;
3394 }
3395
3396 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3397 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3398 {
3399         return __pfn_to_page(pfn);
3400 }
3401 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3402 {
3403         return __page_to_pfn(page);
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3406 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3407 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3408
3409 #if MAX_NUMNODES > 1
3410 /*
3411  * Find the highest possible node id.
3412  */
3413 int highest_possible_node_id(void)
3414 {
3415         unsigned int node;
3416         unsigned int highest = 0;
3417
3418         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3419                 highest = node;
3420         return highest;
3421 }
3422 EXPORT_SYMBOL(highest_possible_node_id);
3423 #endif