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