mm: fix section mismatch warnings
[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 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          "DMA",
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          "DMA32",
95 #endif
96          "Normal",
97 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
98          "HighMem"
99 #endif
100 };
101
102 int min_free_kbytes = 1024;
103
104 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
105 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
106 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   int __meminitdata nr_nodemap_entries;
131   unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
134   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
135   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
136 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
137 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
138
139 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
140 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
141 {
142         int ret = 0;
143         unsigned seq;
144         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
145
146         do {
147                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
148                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
149                         ret = 1;
150                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
151                         ret = 1;
152         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
153
154         return ret;
155 }
156
157 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
158 {
159         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
160                 return 0;
161         if (zone != page_zone(page))
162                 return 0;
163
164         return 1;
165 }
166 /*
167  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
168  */
169 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
170 {
171         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
172                 return 1;
173         if (!page_is_consistent(zone, page))
174                 return 1;
175
176         return 0;
177 }
178 #else
179 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         return 0;
182 }
183 #endif
184
185 static void bad_page(struct page *page)
186 {
187         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
188                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
189                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
190                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
191                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
192                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
193                 page_mapcount(page), page_count(page));
194         dump_stack();
195         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
196                         1 << PG_private |
197                         1 << PG_locked  |
198                         1 << PG_active  |
199                         1 << PG_dirty   |
200                         1 << PG_reclaim |
201                         1 << PG_slab    |
202                         1 << PG_swapcache |
203                         1 << PG_writeback |
204                         1 << PG_buddy );
205         set_page_count(page, 0);
206         reset_page_mapcount(page);
207         page->mapping = NULL;
208         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
209 }
210
211 /*
212  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
213  *
214  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
215  *
216  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
217  *
218  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
219  * the head page (even the head page has this).
220  *
221  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
222  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
223  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
224  */
225
226 static void free_compound_page(struct page *page)
227 {
228         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
229 }
230
231 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
232 {
233         int i;
234         int nr_pages = 1 << order;
235
236         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
237         set_compound_order(page, order);
238         __SetPageHead(page);
239         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
240                 struct page *p = page + i;
241
242                 __SetPageTail(p);
243                 p->first_page = page;
244         }
245 }
246
247 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
248 {
249         int i;
250         int nr_pages = 1 << order;
251
252         if (unlikely(compound_order(page) != order))
253                 bad_page(page);
254
255         if (unlikely(!PageHead(page)))
256                         bad_page(page);
257         __ClearPageHead(page);
258         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
259                 struct page *p = page + i;
260
261                 if (unlikely(!PageTail(p) |
262                                 (p->first_page != page)))
263                         bad_page(page);
264                 __ClearPageTail(p);
265         }
266 }
267
268 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
269 {
270         int i;
271
272         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
273         /*
274          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
275          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
276          */
277         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
278         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
279                 clear_highpage(page + i);
280 }
281
282 /*
283  * function for dealing with page's order in buddy system.
284  * zone->lock is already acquired when we use these.
285  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
286  */
287 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
288 {
289         return page_private(page);
290 }
291
292 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
293 {
294         set_page_private(page, order);
295         __SetPageBuddy(page);
296 }
297
298 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
299 {
300         __ClearPageBuddy(page);
301         set_page_private(page, 0);
302 }
303
304 /*
305  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
306  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
307  *
308  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
309  * the following equation:
310  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
311  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
312  * 1 buddy is #10:
313  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
314  *
315  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
316  * satisfies the following equation:
317  *     P = B & ~(1 << O)
318  *
319  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
320  */
321 static inline struct page *
322 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
323 {
324         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
325
326         return page + (buddy_idx - page_idx);
327 }
328
329 static inline unsigned long
330 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
331 {
332         return (page_idx & ~(1 << order));
333 }
334
335 /*
336  * This function checks whether a page is free && is the buddy
337  * we can do coalesce a page and its buddy if
338  * (a) the buddy is not in a hole &&
339  * (b) the buddy is in the buddy system &&
340  * (c) a page and its buddy have the same order &&
341  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
342  *
343  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
344  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
345  *
346  * For recording page's order, we use page_private(page).
347  */
348 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
349                                                                 int order)
350 {
351         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
352                 return 0;
353
354         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
355                 return 0;
356
357         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
358                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
359                 return 1;
360         }
361         return 0;
362 }
363
364 /*
365  * Freeing function for a buddy system allocator.
366  *
367  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
368  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
369  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
370  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
371  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
372  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
373  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
374  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
375  * parts of the VM system.
376  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
377  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
378  * order is recorded in page_private(page) field.
379  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
380  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
381  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
382  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
383  * triggers coalescing into a block of larger size.            
384  *
385  * -- wli
386  */
387
388 static inline void __free_one_page(struct page *page,
389                 struct zone *zone, unsigned int order)
390 {
391         unsigned long page_idx;
392         int order_size = 1 << order;
393
394         if (unlikely(PageCompound(page)))
395                 destroy_compound_page(page, order);
396
397         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
398
399         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
400         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
401
402         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
403         while (order < MAX_ORDER-1) {
404                 unsigned long combined_idx;
405                 struct free_area *area;
406                 struct page *buddy;
407
408                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
409                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
410                         break;          /* Move the buddy up one level. */
411
412                 list_del(&buddy->lru);
413                 area = zone->free_area + order;
414                 area->nr_free--;
415                 rmv_page_order(buddy);
416                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
417                 page = page + (combined_idx - page_idx);
418                 page_idx = combined_idx;
419                 order++;
420         }
421         set_page_order(page, order);
422         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
423         zone->free_area[order].nr_free++;
424 }
425
426 static inline int free_pages_check(struct page *page)
427 {
428         if (unlikely(page_mapcount(page) |
429                 (page->mapping != NULL)  |
430                 (page_count(page) != 0)  |
431                 (page->flags & (
432                         1 << PG_lru     |
433                         1 << PG_private |
434                         1 << PG_locked  |
435                         1 << PG_active  |
436                         1 << PG_slab    |
437                         1 << PG_swapcache |
438                         1 << PG_writeback |
439                         1 << PG_reserved |
440                         1 << PG_buddy ))))
441                 bad_page(page);
442         /*
443          * PageReclaim == PageTail. It is only an error
444          * for PageReclaim to be set if PageCompound is clear.
445          */
446         if (unlikely(!PageCompound(page) && PageReclaim(page)))
447                 bad_page(page);
448         if (PageDirty(page))
449                 __ClearPageDirty(page);
450         /*
451          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
452          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
453          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
454          */
455         return PageReserved(page);
456 }
457
458 /*
459  * Frees a list of pages. 
460  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
461  * count is the number of pages to free.
462  *
463  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
464  * see if this freeing clears that state.
465  *
466  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
467  * pinned" detection logic.
468  */
469 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
470                                         struct list_head *list, int order)
471 {
472         spin_lock(&zone->lock);
473         zone->all_unreclaimable = 0;
474         zone->pages_scanned = 0;
475         while (count--) {
476                 struct page *page;
477
478                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
479                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
480                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
481                 list_del(&page->lru);
482                 __free_one_page(page, zone, order);
483         }
484         spin_unlock(&zone->lock);
485 }
486
487 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
488 {
489         spin_lock(&zone->lock);
490         zone->all_unreclaimable = 0;
491         zone->pages_scanned = 0;
492         __free_one_page(page, zone, order);
493         spin_unlock(&zone->lock);
494 }
495
496 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
497 {
498         unsigned long flags;
499         int i;
500         int reserved = 0;
501
502         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
503                 reserved += free_pages_check(page + i);
504         if (reserved)
505                 return;
506
507         if (!PageHighMem(page))
508                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
509         arch_free_page(page, order);
510         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
511
512         local_irq_save(flags);
513         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
514         free_one_page(page_zone(page), page, order);
515         local_irq_restore(flags);
516 }
517
518 /*
519  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
520  */
521 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
522 {
523         if (order == 0) {
524                 __ClearPageReserved(page);
525                 set_page_count(page, 0);
526                 set_page_refcounted(page);
527                 __free_page(page);
528         } else {
529                 int loop;
530
531                 prefetchw(page);
532                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
533                         struct page *p = &page[loop];
534
535                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
536                                 prefetchw(p + 1);
537                         __ClearPageReserved(p);
538                         set_page_count(p, 0);
539                 }
540
541                 set_page_refcounted(page);
542                 __free_pages(page, order);
543         }
544 }
545
546
547 /*
548  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
549  * Please do not alter this order without good reasons and regression
550  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
551  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
552  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
553  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
554  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
555  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
556  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
557  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
558  *
559  * -- wli
560  */
561 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
562         int low, int high, struct free_area *area)
563 {
564         unsigned long size = 1 << high;
565
566         while (high > low) {
567                 area--;
568                 high--;
569                 size >>= 1;
570                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
571                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
572                 area->nr_free++;
573                 set_page_order(&page[size], high);
574         }
575 }
576
577 /*
578  * This page is about to be returned from the page allocator
579  */
580 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
581 {
582         if (unlikely(page_mapcount(page) |
583                 (page->mapping != NULL)  |
584                 (page_count(page) != 0)  |
585                 (page->flags & (
586                         1 << PG_lru     |
587                         1 << PG_private |
588                         1 << PG_locked  |
589                         1 << PG_active  |
590                         1 << PG_dirty   |
591                         1 << PG_reclaim |
592                         1 << PG_slab    |
593                         1 << PG_swapcache |
594                         1 << PG_writeback |
595                         1 << PG_reserved |
596                         1 << PG_buddy ))))
597                 bad_page(page);
598
599         /*
600          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
601          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
602          */
603         if (PageReserved(page))
604                 return 1;
605
606         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
607                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
608                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
609         set_page_private(page, 0);
610         set_page_refcounted(page);
611
612         arch_alloc_page(page, order);
613         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
614
615         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
616                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
617
618         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
619                 prep_compound_page(page, order);
620
621         return 0;
622 }
623
624 /* 
625  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
626  * Call me with the zone->lock already held.
627  */
628 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
629 {
630         struct free_area * area;
631         unsigned int current_order;
632         struct page *page;
633
634         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
635                 area = zone->free_area + current_order;
636                 if (list_empty(&area->free_list))
637                         continue;
638
639                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
640                 list_del(&page->lru);
641                 rmv_page_order(page);
642                 area->nr_free--;
643                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
644                 expand(zone, page, order, current_order, area);
645                 return page;
646         }
647
648         return NULL;
649 }
650
651 /* 
652  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
653  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
654  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
655  */
656 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
657                         unsigned long count, struct list_head *list)
658 {
659         int i;
660         
661         spin_lock(&zone->lock);
662         for (i = 0; i < count; ++i) {
663                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
664                 if (unlikely(page == NULL))
665                         break;
666                 list_add_tail(&page->lru, list);
667         }
668         spin_unlock(&zone->lock);
669         return i;
670 }
671
672 #if MAX_NUMNODES > 1
673 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
674 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
675
676 /*
677  * Figure out the number of possible node ids.
678  */
679 static void __init setup_nr_node_ids(void)
680 {
681         unsigned int node;
682         unsigned int highest = 0;
683
684         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
685                 highest = node;
686         nr_node_ids = highest + 1;
687 }
688 #else
689 static void __init setup_nr_node_ids(void) {}
690 #endif
691
692 #ifdef CONFIG_NUMA
693 /*
694  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
695  * currently executing processor on remote nodes after they have
696  * expired.
697  *
698  * Note that this function must be called with the thread pinned to
699  * a single processor.
700  */
701 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
702 {
703         unsigned long flags;
704         int to_drain;
705
706         local_irq_save(flags);
707         if (pcp->count >= pcp->batch)
708                 to_drain = pcp->batch;
709         else
710                 to_drain = pcp->count;
711         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
712         pcp->count -= to_drain;
713         local_irq_restore(flags);
714 }
715 #endif
716
717 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
718 {
719         unsigned long flags;
720         struct zone *zone;
721         int i;
722
723         for_each_zone(zone) {
724                 struct per_cpu_pageset *pset;
725
726                 if (!populated_zone(zone))
727                         continue;
728
729                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
730                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
731                         struct per_cpu_pages *pcp;
732
733                         pcp = &pset->pcp[i];
734                         local_irq_save(flags);
735                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
736                         pcp->count = 0;
737                         local_irq_restore(flags);
738                 }
739         }
740 }
741
742 #ifdef CONFIG_PM
743
744 void mark_free_pages(struct zone *zone)
745 {
746         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
747         unsigned long flags;
748         int order;
749         struct list_head *curr;
750
751         if (!zone->spanned_pages)
752                 return;
753
754         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
755
756         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
757         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
758                 if (pfn_valid(pfn)) {
759                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
760
761                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
762                                 swsusp_unset_page_free(page);
763                 }
764
765         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
766                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
767                         unsigned long i;
768
769                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
770                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
771                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
772                 }
773
774         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
775 }
776
777 /*
778  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
779  */
780 void drain_local_pages(void)
781 {
782         unsigned long flags;
783
784         local_irq_save(flags);  
785         __drain_pages(smp_processor_id());
786         local_irq_restore(flags);       
787 }
788 #endif /* CONFIG_PM */
789
790 /*
791  * Free a 0-order page
792  */
793 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
794 {
795         struct zone *zone = page_zone(page);
796         struct per_cpu_pages *pcp;
797         unsigned long flags;
798
799         if (PageAnon(page))
800                 page->mapping = NULL;
801         if (free_pages_check(page))
802                 return;
803
804         if (!PageHighMem(page))
805                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
806         arch_free_page(page, 0);
807         kernel_map_pages(page, 1, 0);
808
809         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
810         local_irq_save(flags);
811         __count_vm_event(PGFREE);
812         list_add(&page->lru, &pcp->list);
813         pcp->count++;
814         if (pcp->count >= pcp->high) {
815                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
816                 pcp->count -= pcp->batch;
817         }
818         local_irq_restore(flags);
819         put_cpu();
820 }
821
822 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
823 {
824         free_hot_cold_page(page, 0);
825 }
826         
827 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
828 {
829         free_hot_cold_page(page, 1);
830 }
831
832 /*
833  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
834  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
835  * Each sub-page must be freed individually.
836  *
837  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
838  * Please consult with lkml before using this in your driver.
839  */
840 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
841 {
842         int i;
843
844         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
845         VM_BUG_ON(!page_count(page));
846         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
847                 set_page_refcounted(page + i);
848 }
849
850 /*
851  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
852  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
853  * or two.
854  */
855 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
856                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
857 {
858         unsigned long flags;
859         struct page *page;
860         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
861         int cpu;
862
863 again:
864         cpu  = get_cpu();
865         if (likely(order == 0)) {
866                 struct per_cpu_pages *pcp;
867
868                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
869                 local_irq_save(flags);
870                 if (!pcp->count) {
871                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
872                                                 pcp->batch, &pcp->list);
873                         if (unlikely(!pcp->count))
874                                 goto failed;
875                 }
876                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
877                 list_del(&page->lru);
878                 pcp->count--;
879         } else {
880                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
881                 page = __rmqueue(zone, order);
882                 spin_unlock(&zone->lock);
883                 if (!page)
884                         goto failed;
885         }
886
887         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
888         zone_statistics(zonelist, zone);
889         local_irq_restore(flags);
890         put_cpu();
891
892         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
893         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
894                 goto again;
895         return page;
896
897 failed:
898         local_irq_restore(flags);
899         put_cpu();
900         return NULL;
901 }
902
903 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
904 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
905 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
906 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
907 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
908 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
909 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
910
911 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
912
913 static struct fail_page_alloc_attr {
914         struct fault_attr attr;
915
916         u32 ignore_gfp_highmem;
917         u32 ignore_gfp_wait;
918
919 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
920
921         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
922         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
923
924 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
925
926 } fail_page_alloc = {
927         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
928         .ignore_gfp_wait = 1,
929         .ignore_gfp_highmem = 1,
930 };
931
932 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
933 {
934         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
935 }
936 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
937
938 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
939 {
940         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
941                 return 0;
942         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
943                 return 0;
944         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
945                 return 0;
946
947         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
948 }
949
950 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
951
952 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
953 {
954         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
955         struct dentry *dir;
956         int err;
957
958         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
959                                        "fail_page_alloc");
960         if (err)
961                 return err;
962         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
963
964         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
965                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
966                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
967
968         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
969                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
970                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
971
972         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
973                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
974                 err = -ENOMEM;
975                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
976                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
977                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
978         }
979
980         return err;
981 }
982
983 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
984
985 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
986
987 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
988
989 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
990 {
991         return 0;
992 }
993
994 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
995
996 /*
997  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
998  * of the allocation.
999  */
1000 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1001                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1002 {
1003         /* free_pages my go negative - that's OK */
1004         long min = mark;
1005         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1006         int o;
1007
1008         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1009                 min -= min / 2;
1010         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1011                 min -= min / 4;
1012
1013         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1014                 return 0;
1015         for (o = 0; o < order; o++) {
1016                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1017                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1018
1019                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1020                 min >>= 1;
1021
1022                 if (free_pages <= min)
1023                         return 0;
1024         }
1025         return 1;
1026 }
1027
1028 #ifdef CONFIG_NUMA
1029 /*
1030  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1031  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1032  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1033  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1034  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1035  *
1036  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1037  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1038  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1039  *
1040  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1041  * nothing and returns NULL.
1042  *
1043  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1044  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1045  *
1046  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1047  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1048  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1049  * quickly as we can.
1050  */
1051 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1052 {
1053         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1054         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1055
1056         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1057         if (!zlc)
1058                 return NULL;
1059
1060         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1061                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1062                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1063         }
1064
1065         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1066                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1067                                         &node_online_map;
1068         return allowednodes;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1073  * if it is worth looking at further for free memory:
1074  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1075  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1076  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1077  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1078  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1079  * else return false (zero) if it is not.
1080  *
1081  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1082  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1083  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1084  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1085  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1086  * into the second scan of the zonelist.
1087  *
1088  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1089  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1090  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1091  * unturned looking for a free page.
1092  */
1093 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1094                                                 nodemask_t *allowednodes)
1095 {
1096         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1097         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1098         int n;                          /* node that zone *z is on */
1099
1100         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1101         if (!zlc)
1102                 return 1;
1103
1104         i = z - zonelist->zones;
1105         n = zlc->z_to_n[i];
1106
1107         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1108         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1113  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1114  * from that zone don't waste time re-examining it.
1115  */
1116 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1117 {
1118         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1119         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1120
1121         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1122         if (!zlc)
1123                 return;
1124
1125         i = z - zonelist->zones;
1126
1127         set_bit(i, zlc->fullzones);
1128 }
1129
1130 #else   /* CONFIG_NUMA */
1131
1132 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1133 {
1134         return NULL;
1135 }
1136
1137 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1138                                 nodemask_t *allowednodes)
1139 {
1140         return 1;
1141 }
1142
1143 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1144 {
1145 }
1146 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1147
1148 /*
1149  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1150  * a page.
1151  */
1152 static struct page *
1153 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1154                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1155 {
1156         struct zone **z;
1157         struct page *page = NULL;
1158         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1159         struct zone *zone;
1160         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1161         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1162         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1163
1164 zonelist_scan:
1165         /*
1166          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1167          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1168          */
1169         z = zonelist->zones;
1170
1171         do {
1172                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1173                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1174                                 continue;
1175                 zone = *z;
1176                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1177                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1178                                 break;
1179                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1180                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1181                                 goto try_next_zone;
1182
1183                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1184                         unsigned long mark;
1185                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1186                                 mark = zone->pages_min;
1187                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1188                                 mark = zone->pages_low;
1189                         else
1190                                 mark = zone->pages_high;
1191                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1192                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1193                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1194                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1195                                         goto this_zone_full;
1196                         }
1197                 }
1198
1199                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1200                 if (page)
1201                         break;
1202 this_zone_full:
1203                 if (NUMA_BUILD)
1204                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1205 try_next_zone:
1206                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1207                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1208                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1209                         zlc_active = 1;
1210                         did_zlc_setup = 1;
1211                 }
1212         } while (*(++z) != NULL);
1213
1214         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1215                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1216                 zlc_active = 0;
1217                 goto zonelist_scan;
1218         }
1219         return page;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1224  */
1225 struct page * fastcall
1226 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1227                 struct zonelist *zonelist)
1228 {
1229         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1230         struct zone **z;
1231         struct page *page;
1232         struct reclaim_state reclaim_state;
1233         struct task_struct *p = current;
1234         int do_retry;
1235         int alloc_flags;
1236         int did_some_progress;
1237
1238         might_sleep_if(wait);
1239
1240         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1241                 return NULL;
1242
1243 restart:
1244         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1245
1246         if (unlikely(*z == NULL)) {
1247                 /* Should this ever happen?? */
1248                 return NULL;
1249         }
1250
1251         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1252                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1253         if (page)
1254                 goto got_pg;
1255
1256         /*
1257          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1258          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1259          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1260          * using a larger set of nodes after it has established that the
1261          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1262          * over allocated.
1263          */
1264         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1265                 goto nopage;
1266
1267         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1268                 wakeup_kswapd(*z, order);
1269
1270         /*
1271          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1272          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1273          * to how we want to proceed.
1274          *
1275          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1276          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1277          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1278          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1279          */
1280         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1281         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1282                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1283         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1284                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1285         if (wait)
1286                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1287
1288         /*
1289          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1290          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1291          *
1292          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1293          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1294          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1295          */
1296         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1297         if (page)
1298                 goto got_pg;
1299
1300         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1301
1302 rebalance:
1303         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1304                         && !in_interrupt()) {
1305                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1306 nofail_alloc:
1307                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1308                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1309                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1310                         if (page)
1311                                 goto got_pg;
1312                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1313                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1314                                 goto nofail_alloc;
1315                         }
1316                 }
1317                 goto nopage;
1318         }
1319
1320         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1321         if (!wait)
1322                 goto nopage;
1323
1324         cond_resched();
1325
1326         /* We now go into synchronous reclaim */
1327         cpuset_memory_pressure_bump();
1328         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1329         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1330         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1331
1332         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1333
1334         p->reclaim_state = NULL;
1335         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1336
1337         cond_resched();
1338
1339         if (likely(did_some_progress)) {
1340                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1341                                                 zonelist, alloc_flags);
1342                 if (page)
1343                         goto got_pg;
1344         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1345                 /*
1346                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1347                  * very high watermark here, this is only to catch
1348                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1349                  * under heavy pressure.
1350                  */
1351                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1352                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1353                 if (page)
1354                         goto got_pg;
1355
1356                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1357                 goto restart;
1358         }
1359
1360         /*
1361          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1362          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1363          *
1364          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1365          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1366          */
1367         do_retry = 0;
1368         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1369                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1370                         do_retry = 1;
1371                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1372                         do_retry = 1;
1373         }
1374         if (do_retry) {
1375                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1376                 goto rebalance;
1377         }
1378
1379 nopage:
1380         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1381                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1382                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1383                         p->comm, order, gfp_mask);
1384                 dump_stack();
1385                 show_mem();
1386         }
1387 got_pg:
1388         return page;
1389 }
1390
1391 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1392
1393 /*
1394  * Common helper functions.
1395  */
1396 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1397 {
1398         struct page * page;
1399         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1400         if (!page)
1401                 return 0;
1402         return (unsigned long) page_address(page);
1403 }
1404
1405 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1406
1407 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1408 {
1409         struct page * page;
1410
1411         /*
1412          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1413          * a highmem page
1414          */
1415         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1416
1417         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1418         if (page)
1419                 return (unsigned long) page_address(page);
1420         return 0;
1421 }
1422
1423 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1424
1425 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1426 {
1427         int i = pagevec_count(pvec);
1428
1429         while (--i >= 0)
1430                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1431 }
1432
1433 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1434 {
1435         if (put_page_testzero(page)) {
1436                 if (order == 0)
1437                         free_hot_page(page);
1438                 else
1439                         __free_pages_ok(page, order);
1440         }
1441 }
1442
1443 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1444
1445 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1446 {
1447         if (addr != 0) {
1448                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1449                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1450         }
1451 }
1452
1453 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1454
1455 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1456 {
1457         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1458         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1459         unsigned int sum = 0;
1460
1461         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1462         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1463         struct zone *zone;
1464
1465         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1466                 unsigned long size = zone->present_pages;
1467                 unsigned long high = zone->pages_high;
1468                 if (size > high)
1469                         sum += size - high;
1470         }
1471
1472         return sum;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1477  */
1478 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1479 {
1480         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1481 }
1482
1483 /*
1484  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1485  */
1486 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1487 {
1488         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1489 }
1490
1491 static inline void show_node(struct zone *zone)
1492 {
1493         if (NUMA_BUILD)
1494                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1495 }
1496
1497 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1498 {
1499         val->totalram = totalram_pages;
1500         val->sharedram = 0;
1501         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1502         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1503         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1504         val->freehigh = nr_free_highpages();
1505         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1506 }
1507
1508 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1509
1510 #ifdef CONFIG_NUMA
1511 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1512 {
1513         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1514
1515         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1516         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1517 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1518         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1519         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1520                         NR_FREE_PAGES);
1521 #else
1522         val->totalhigh = 0;
1523         val->freehigh = 0;
1524 #endif
1525         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1526 }
1527 #endif
1528
1529 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1530
1531 /*
1532  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1533  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1534  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1535  */
1536 void show_free_areas(void)
1537 {
1538         int cpu;
1539         struct zone *zone;
1540
1541         for_each_zone(zone) {
1542                 if (!populated_zone(zone))
1543                         continue;
1544
1545                 show_node(zone);
1546                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1547
1548                 for_each_online_cpu(cpu) {
1549                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1550
1551                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1552
1553                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1554                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1555                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1556                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1557                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1558                                pageset->pcp[1].count);
1559                 }
1560         }
1561
1562         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1563                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1564                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1565                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1566                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1567                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1568                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1569                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1570                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1571                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1572                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1573                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1574                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1575
1576         for_each_zone(zone) {
1577                 int i;
1578
1579                 if (!populated_zone(zone))
1580                         continue;
1581
1582                 show_node(zone);
1583                 printk("%s"
1584                         " free:%lukB"
1585                         " min:%lukB"
1586                         " low:%lukB"
1587                         " high:%lukB"
1588                         " active:%lukB"
1589                         " inactive:%lukB"
1590                         " present:%lukB"
1591                         " pages_scanned:%lu"
1592                         " all_unreclaimable? %s"
1593                         "\n",
1594                         zone->name,
1595                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1596                         K(zone->pages_min),
1597                         K(zone->pages_low),
1598                         K(zone->pages_high),
1599                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1600                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1601                         K(zone->present_pages),
1602                         zone->pages_scanned,
1603                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1604                         );
1605                 printk("lowmem_reserve[]:");
1606                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1607                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1608                 printk("\n");
1609         }
1610
1611         for_each_zone(zone) {
1612                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1613
1614                 if (!populated_zone(zone))
1615                         continue;
1616
1617                 show_node(zone);
1618                 printk("%s: ", zone->name);
1619
1620                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1621                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1622                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1623                         total += nr[order] << order;
1624                 }
1625                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1626                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1627                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1628                 printk("= %lukB\n", K(total));
1629         }
1630
1631         show_swap_cache_info();
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Builds allocation fallback zone lists.
1636  *
1637  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1638  */
1639 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1640                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1641 {
1642         struct zone *zone;
1643
1644         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1645         zone_type++;
1646
1647         do {
1648                 zone_type--;
1649                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1650                 if (populated_zone(zone)) {
1651                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1652                         check_highest_zone(zone_type);
1653                 }
1654
1655         } while (zone_type);
1656         return nr_zones;
1657 }
1658
1659 #ifdef CONFIG_NUMA
1660 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1661 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1662 /**
1663  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1664  * @node: node whose fallback list we're appending
1665  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1666  *
1667  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1668  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1669  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1670  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1671  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1672  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1673  * on them otherwise.
1674  * It returns -1 if no node is found.
1675  */
1676 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1677 {
1678         int n, val;
1679         int min_val = INT_MAX;
1680         int best_node = -1;
1681
1682         /* Use the local node if we haven't already */
1683         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1684                 node_set(node, *used_node_mask);
1685                 return node;
1686         }
1687
1688         for_each_online_node(n) {
1689                 cpumask_t tmp;
1690
1691                 /* Don't want a node to appear more than once */
1692                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1693                         continue;
1694
1695                 /* Use the distance array to find the distance */
1696                 val = node_distance(node, n);
1697
1698                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1699                 val += (n < node);
1700
1701                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1702                 tmp = node_to_cpumask(n);
1703                 if (!cpus_empty(tmp))
1704                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1705
1706                 /* Slight preference for less loaded node */
1707                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1708                 val += node_load[n];
1709
1710                 if (val < min_val) {
1711                         min_val = val;
1712                         best_node = n;
1713                 }
1714         }
1715
1716         if (best_node >= 0)
1717                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1718
1719         return best_node;
1720 }
1721
1722 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1723 {
1724         int j, node, local_node;
1725         enum zone_type i;
1726         int prev_node, load;
1727         struct zonelist *zonelist;
1728         nodemask_t used_mask;
1729
1730         /* initialize zonelists */
1731         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1732                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1733                 zonelist->zones[0] = NULL;
1734         }
1735
1736         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1737         local_node = pgdat->node_id;
1738         load = num_online_nodes();
1739         prev_node = local_node;
1740         nodes_clear(used_mask);
1741         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1742                 int distance = node_distance(local_node, node);
1743
1744                 /*
1745                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1746                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1747                  */
1748                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1749                         zone_reclaim_mode = 1;
1750
1751                 /*
1752                  * We don't want to pressure a particular node.
1753                  * So adding penalty to the first node in same
1754                  * distance group to make it round-robin.
1755                  */
1756
1757                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1758                         node_load[node] += load;
1759                 prev_node = node;
1760                 load--;
1761                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1762                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1763                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1764
1765                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1766                         zonelist->zones[j] = NULL;
1767                 }
1768         }
1769 }
1770
1771 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1772 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1773 {
1774         int i;
1775
1776         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1777                 struct zonelist *zonelist;
1778                 struct zonelist_cache *zlc;
1779                 struct zone **z;
1780
1781                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1782                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1783                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1784                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1785                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1786         }
1787 }
1788
1789 #else   /* CONFIG_NUMA */
1790
1791 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1792 {
1793         int node, local_node;
1794         enum zone_type i,j;
1795
1796         local_node = pgdat->node_id;
1797         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1798                 struct zonelist *zonelist;
1799
1800                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1801
1802                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1803                 /*
1804                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1805                  * of all the other nodes.
1806                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1807                  * building the zones for node N, we make sure that the
1808                  * zones coming right after the local ones are those from
1809                  * node N+1 (modulo N)
1810                  */
1811                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1812                         if (!node_online(node))
1813                                 continue;
1814                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1815                 }
1816                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1817                         if (!node_online(node))
1818                                 continue;
1819                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1820                 }
1821
1822                 zonelist->zones[j] = NULL;
1823         }
1824 }
1825
1826 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1827 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1828 {
1829         int i;
1830
1831         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1832                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1833 }
1834
1835 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1836
1837 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1838 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1839 {
1840         int nid;
1841
1842         for_each_online_node(nid) {
1843                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1844                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1845         }
1846         return 0;
1847 }
1848
1849 void __meminit build_all_zonelists(void)
1850 {
1851         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1852                 __build_all_zonelists(NULL);
1853                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1854         } else {
1855                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1856                    of zonelist */
1857                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1858                 /* cpuset refresh routine should be here */
1859         }
1860         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1861         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1862                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1867  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1868  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1869  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1870  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1871  * conservative, even though it seems large.
1872  *
1873  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1874  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1875  */
1876 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1877
1878 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1879 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1880 {
1881         unsigned long size = 1;
1882
1883         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1884
1885         while (size < pages)
1886                 size <<= 1;
1887
1888         /*
1889          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1890          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1891          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1892          */
1893         size = min(size, 4096UL);
1894
1895         return max(size, 4UL);
1896 }
1897 #else
1898 /*
1899  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1900  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1901  *
1902  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1903  *
1904  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1905  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1906  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1907  *
1908  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1909  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1910  *
1911  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1912  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1913  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1914  */
1915 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1916 {
1917         return 4096UL;
1918 }
1919 #endif
1920
1921 /*
1922  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1923  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1924  * hash function before the remainder is taken.
1925  */
1926 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1927 {
1928         return ffz(~size);
1929 }
1930
1931 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1932
1933 /*
1934  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1935  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1936  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1937  */
1938 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1939                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1940 {
1941         struct page *page;
1942         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1943         unsigned long pfn;
1944
1945         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1946                 /*
1947                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1948                  * handed to this function.  They do not
1949                  * exist on hotplugged memory.
1950                  */
1951                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1952                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1953                                 continue;
1954                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1955                                 continue;
1956                 }
1957                 page = pfn_to_page(pfn);
1958                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1959                 init_page_count(page);
1960                 reset_page_mapcount(page);
1961                 SetPageReserved(page);
1962                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1963 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1964                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1965                 if (!is_highmem_idx(zone))
1966                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1967 #endif
1968         }
1969 }
1970
1971 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1972                                 unsigned long size)
1973 {
1974         int order;
1975         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1976                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1977                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1978         }
1979 }
1980
1981 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1982 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1983         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
1984 #endif
1985
1986 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1987 {
1988         int batch;
1989
1990         /*
1991          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1992          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1993          *
1994          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1995          */
1996         batch = zone->present_pages / 1024;
1997         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1998                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1999         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2000         if (batch < 1)
2001                 batch = 1;
2002
2003         /*
2004          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2005          * of 2 value was found to be more likely to have
2006          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2007          *
2008          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2009          * batches of pages, one task can end up with a lot
2010          * of pages of one half of the possible page colors
2011          * and the other with pages of the other colors.
2012          */
2013         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2014
2015         return batch;
2016 }
2017
2018 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2019 {
2020         struct per_cpu_pages *pcp;
2021
2022         memset(p, 0, sizeof(*p));
2023
2024         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2025         pcp->count = 0;
2026         pcp->high = 6 * batch;
2027         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2028         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2029
2030         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2031         pcp->count = 0;
2032         pcp->high = 2 * batch;
2033         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2034         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2039  * to the value high for the pageset p.
2040  */
2041
2042 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2043                                 unsigned long high)
2044 {
2045         struct per_cpu_pages *pcp;
2046
2047         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2048         pcp->high = high;
2049         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2050         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2051                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2052 }
2053
2054
2055 #ifdef CONFIG_NUMA
2056 /*
2057  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2058  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2059  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2060  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2061  * with interrupts disabled.
2062  *
2063  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2064  *
2065  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2066  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2067  * hotplugged processors.
2068  *
2069  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2070  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2071  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2072  */
2073 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2074
2075 /*
2076  * Dynamically allocate memory for the
2077  * per cpu pageset array in struct zone.
2078  */
2079 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2080 {
2081         struct zone *zone, *dzone;
2082
2083         for_each_zone(zone) {
2084
2085                 if (!populated_zone(zone))
2086                         continue;
2087
2088                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2089                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2090                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2091                         goto bad;
2092
2093                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2094
2095                 if (percpu_pagelist_fraction)
2096                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2097                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2098         }
2099
2100         return 0;
2101 bad:
2102         for_each_zone(dzone) {
2103                 if (dzone == zone)
2104                         break;
2105                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2106                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2107         }
2108         return -ENOMEM;
2109 }
2110
2111 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2112 {
2113         struct zone *zone;
2114
2115         for_each_zone(zone) {
2116                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2117
2118                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2119                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2120                         kfree(pset);
2121                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2122         }
2123 }
2124
2125 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2126                 unsigned long action,
2127                 void *hcpu)
2128 {
2129         int cpu = (long)hcpu;
2130         int ret = NOTIFY_OK;
2131
2132         switch (action) {
2133         case CPU_UP_PREPARE:
2134         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2135                 if (process_zones(cpu))
2136                         ret = NOTIFY_BAD;
2137                 break;
2138         case CPU_UP_CANCELED:
2139         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2140         case CPU_DEAD:
2141         case CPU_DEAD_FROZEN:
2142                 free_zone_pagesets(cpu);
2143                 break;
2144         default:
2145                 break;
2146         }
2147         return ret;
2148 }
2149
2150 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2151         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2152
2153 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2154 {
2155         int err;
2156
2157         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2158          * A cpuup callback will do this for every cpu
2159          * as it comes online
2160          */
2161         err = process_zones(smp_processor_id());
2162         BUG_ON(err);
2163         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2164 }
2165
2166 #endif
2167
2168 static noinline __init_refok
2169 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2170 {
2171         int i;
2172         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2173         size_t alloc_size;
2174
2175         /*
2176          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2177          * per zone.
2178          */
2179         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2180                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2181         zone->wait_table_bits =
2182                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2183         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2184                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2185
2186         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2187                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2188                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2189         } else {
2190                 /*
2191                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2192                  * via memory hot-add.
2193                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2194                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2195                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2196                  * node itself as well.
2197                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2198                  * necessary.
2199                  */
2200                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2201         }
2202         if (!zone->wait_table)
2203                 return -ENOMEM;
2204
2205         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2206                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2207
2208         return 0;
2209 }
2210
2211 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2212 {
2213         int cpu;
2214         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2215
2216         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2217 #ifdef CONFIG_NUMA
2218                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2219                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2220                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2221 #else
2222                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2223 #endif
2224         }
2225         if (zone->present_pages)
2226                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2227                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2228 }
2229
2230 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2231                                         unsigned long zone_start_pfn,
2232                                         unsigned long size,
2233                                         enum memmap_context context)
2234 {
2235         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2236         int ret;
2237         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2238         if (ret)
2239                 return ret;
2240         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2241
2242         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2243
2244         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2245
2246         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2247
2248         return 0;
2249 }
2250
2251 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2252 /*
2253  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2254  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2255  */
2256 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2257 {
2258         int i;
2259
2260         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2261                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2262                         return i;
2263
2264         return -1;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2269  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2270  */
2271 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2272 {
2273         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2274                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2275                         return index;
2276
2277         return -1;
2278 }
2279
2280 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2281 /*
2282  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2283  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2284  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2285  * alternative
2286  */
2287 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2288 {
2289         int i;
2290
2291         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2292                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2293                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2294
2295                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2296                         return early_node_map[i].nid;
2297         }
2298
2299         return 0;
2300 }
2301 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2302
2303 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2304 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2305         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2306                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2307
2308 /**
2309  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2310  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2311  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2312  *
2313  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2314  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2315  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2316  */
2317 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2318                                                 unsigned long max_low_pfn)
2319 {
2320         int i;
2321
2322         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2323                 unsigned long size_pages = 0;
2324                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2325
2326                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2327                         continue;
2328
2329                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2330                         end_pfn = max_low_pfn;
2331
2332                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2333                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2334                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2335                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2336         }
2337 }
2338
2339 /**
2340  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2341  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2342  *
2343  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2344  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2345  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2346  */
2347 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2348 {
2349         int i;
2350
2351         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2352                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2353                                 early_node_map[i].start_pfn,
2354                                 early_node_map[i].end_pfn);
2355 }
2356
2357 /**
2358  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2359  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2360  * @start_pfn: The start pfn of the node
2361  * @end_pfn: The end pfn of the node
2362  *
2363  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2364  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2365  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2366  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2367  * be used later.
2368  */
2369 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2370 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2371                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2372 {
2373         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2374                         nid, start_pfn, end_pfn);
2375
2376         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2377         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2378                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2379
2380         /* Update the boundaries */
2381         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2382                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2383         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2384                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2385 }
2386
2387 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2388 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2389                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2390 {
2391         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2392                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2393
2394         /* Return if boundary information has not been provided */
2395         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2396                 return;
2397
2398         /* Check the boundaries and update if necessary */
2399         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2400                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2401         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2402                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2403 }
2404 #else
2405 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2406                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2407
2408 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2409                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2410 #endif
2411
2412
2413 /**
2414  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2415  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2416  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2417  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2418  *
2419  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2420  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2421  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2422  * PFNs will be 0.
2423  */
2424 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2425                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2426 {
2427         int i;
2428         *start_pfn = -1UL;
2429         *end_pfn = 0;
2430
2431         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2432                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2433                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2434         }
2435
2436         if (*start_pfn == -1UL) {
2437                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2438                 *start_pfn = 0;
2439         }
2440
2441         /* Push the node boundaries out if requested */
2442         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2443 }
2444
2445 /*
2446  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2447  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2448  */
2449 unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2450                                         unsigned long zone_type,
2451                                         unsigned long *ignored)
2452 {
2453         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2454         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2455
2456         /* Get the start and end of the node and zone */
2457         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2458         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2459         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2460
2461         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2462         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2463                 return 0;
2464
2465         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2466         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2467         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2468
2469         /* Return the spanned pages */
2470         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2475  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2476  */
2477 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2478                                 unsigned long range_start_pfn,
2479                                 unsigned long range_end_pfn)
2480 {
2481         int i = 0;
2482         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2483         unsigned long start_pfn;
2484
2485         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2486         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2487         if (i == -1)
2488                 return 0;
2489
2490         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2491         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2492                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2493
2494         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2495
2496         /* Find all holes for the zone within the node */
2497         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2498
2499                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2500                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2501                         break;
2502
2503                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2504                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2505                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2506
2507                 /* Update the hole size cound and move on */
2508                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2509                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2510                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2511                 }
2512                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2513         }
2514
2515         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2516         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2517                 hole_pages += range_end_pfn -
2518                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2519
2520         return hole_pages;
2521 }
2522
2523 /**
2524  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2525  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2526  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2527  *
2528  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2529  */
2530 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2531                                                         unsigned long end_pfn)
2532 {
2533         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2534 }
2535
2536 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2537 unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2538                                         unsigned long zone_type,
2539                                         unsigned long *ignored)
2540 {
2541         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2542         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2543
2544         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2545         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2546                                                         node_start_pfn);
2547         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2548                                                         node_end_pfn);
2549
2550         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2551 }
2552
2553 #else
2554 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2555                                         unsigned long zone_type,
2556                                         unsigned long *zones_size)
2557 {
2558         return zones_size[zone_type];
2559 }
2560
2561 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2562                                                 unsigned long zone_type,
2563                                                 unsigned long *zholes_size)
2564 {
2565         if (!zholes_size)
2566                 return 0;
2567
2568         return zholes_size[zone_type];
2569 }
2570
2571 #endif
2572
2573 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2574                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2575 {
2576         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2577         enum zone_type i;
2578
2579         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2580                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2581                                                                 zones_size);
2582         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2583
2584         realtotalpages = totalpages;
2585         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2586                 realtotalpages -=
2587                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2588                                                                 zholes_size);
2589         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2590         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2591                                                         realtotalpages);
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Set up the zone data structures:
2596  *   - mark all pages reserved
2597  *   - mark all memory queues empty
2598  *   - clear the memory bitmaps
2599  */
2600 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2601                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2602 {
2603         enum zone_type j;
2604         int nid = pgdat->node_id;
2605         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2606         int ret;
2607
2608         pgdat_resize_init(pgdat);
2609         pgdat->nr_zones = 0;
2610         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2611         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2612         
2613         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2614                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2615                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2616
2617                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2618                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2619                                                                 zholes_size);
2620
2621                 /*
2622                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2623                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2624                  * and per-cpu initialisations
2625                  */
2626                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2627                 if (realsize >= memmap_pages) {
2628                         realsize -= memmap_pages;
2629                         printk(KERN_DEBUG
2630                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2631                                 zone_names[j], memmap_pages);
2632                 } else
2633                         printk(KERN_WARNING
2634                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2635                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2636
2637                 /* Account for reserved pages */
2638                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2639                         realsize -= dma_reserve;
2640                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2641                                         zone_names[0], dma_reserve);
2642                 }
2643
2644                 if (!is_highmem_idx(j))
2645                         nr_kernel_pages += realsize;
2646                 nr_all_pages += realsize;
2647
2648                 zone->spanned_pages = size;
2649                 zone->present_pages = realsize;
2650 #ifdef CONFIG_NUMA
2651                 zone->node = nid;
2652                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2653                                                 / 100;
2654                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2655 #endif
2656                 zone->name = zone_names[j];
2657                 spin_lock_init(&zone->lock);
2658                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2659                 zone_seqlock_init(zone);
2660                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2661
2662                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2663
2664                 zone_pcp_init(zone);
2665                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2666                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2667                 zone->nr_scan_active = 0;
2668                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2669                 zap_zone_vm_stats(zone);
2670                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2671                 if (!size)
2672                         continue;
2673
2674                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2675                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2676                 BUG_ON(ret);
2677                 zone_start_pfn += size;
2678         }
2679 }
2680
2681 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2682 {
2683         /* Skip empty nodes */
2684         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2685                 return;
2686
2687 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2688         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2689         if (!pgdat->node_mem_map) {
2690                 unsigned long size, start, end;
2691                 struct page *map;
2692
2693                 /*
2694                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2695                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2696                  * for the buddy allocator to function correctly.
2697                  */
2698                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2699                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2700                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2701                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2702                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2703                 if (!map)
2704                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2705                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2706         }
2707 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2708         /*
2709          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2710          */
2711         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2712                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2713 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2714                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2715                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2716 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2717         }
2718 #endif
2719 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2720 }
2721
2722 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2723                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2724                 unsigned long *zholes_size)
2725 {
2726         pgdat->node_id = nid;
2727         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2728         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2729
2730         alloc_node_mem_map(pgdat);
2731
2732         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2733 }
2734
2735 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2736 /**
2737  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2738  * @nid: The node ID the range resides on
2739  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2740  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2741  *
2742  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2743  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2744  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2745  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2746  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2747  */
2748 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2749                                                 unsigned long end_pfn)
2750 {
2751         int i;
2752
2753         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2754                           "%d entries of %d used\n",
2755                           nid, start_pfn, end_pfn,
2756                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2757
2758         /* Merge with existing active regions if possible */
2759         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2760                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2761                         continue;
2762
2763                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2764                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2765                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2766                         return;
2767
2768                 /* Merge forward if suitable */
2769                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2770                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2771                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2772                         return;
2773                 }
2774
2775                 /* Merge backward if suitable */
2776                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2777                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2778                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2779                         return;
2780                 }
2781         }
2782
2783         /* Check that early_node_map is large enough */
2784         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2785                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2786                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2787                 return;
2788         }
2789
2790         early_node_map[i].nid = nid;
2791         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2792         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2793         nr_nodemap_entries = i + 1;
2794 }
2795
2796 /**
2797  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2798  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2799  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2800  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2801  *
2802  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2803  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2804  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2805  * an existing registered range.
2806  */
2807 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2808                                                 unsigned long new_end_pfn)
2809 {
2810         int i;
2811
2812         /* Find the old active region end and shrink */
2813         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2814                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2815                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2816                         break;
2817                 }
2818 }
2819
2820 /**
2821  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2822  *
2823  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2824  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2825  * all currently registered regions.
2826  */
2827 void __init remove_all_active_ranges(void)
2828 {
2829         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2830         nr_nodemap_entries = 0;
2831 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2832         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2833         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2834 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2835 }
2836
2837 /* Compare two active node_active_regions */
2838 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2839 {
2840         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2841         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2842
2843         /* Done this way to avoid overflows */
2844         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2845                 return 1;
2846         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2847                 return -1;
2848
2849         return 0;
2850 }
2851
2852 /* sort the node_map by start_pfn */
2853 static void __init sort_node_map(void)
2854 {
2855         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2856                         sizeof(struct node_active_region),
2857                         cmp_node_active_region, NULL);
2858 }
2859
2860 /* Find the lowest pfn for a node */
2861 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2862 {
2863         int i;
2864         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
2865
2866         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2867         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2868                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2869
2870         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
2871                 printk(KERN_WARNING
2872                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2873                 return 0;
2874         }
2875
2876         return min_pfn;
2877 }
2878
2879 /**
2880  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2881  *
2882  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2883  * add_active_range().
2884  */
2885 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2886 {
2887         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2888 }
2889
2890 /**
2891  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2892  *
2893  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2894  * add_active_range().
2895  */
2896 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2897 {
2898         int i;
2899         unsigned long max_pfn = 0;
2900
2901         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2902                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2903
2904         return max_pfn;
2905 }
2906
2907 /**
2908  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2909  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2910  *
2911  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2912  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2913  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2914  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2915  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2916  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2917  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2918  * at arch_max_dma_pfn.
2919  */
2920 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2921 {
2922         unsigned long nid;
2923         enum zone_type i;
2924
2925         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
2926         sort_node_map();
2927
2928         /* Record where the zone boundaries are */
2929         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2930                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2931         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2932                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2933         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2934         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2935         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2936                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2937                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2938                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2939                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2940         }
2941
2942         /* Print out the zone ranges */
2943         printk("Zone PFN ranges:\n");
2944         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2945                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2946                                 zone_names[i],
2947                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2948                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2949
2950         /* Print out the early_node_map[] */
2951         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2952         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2953                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2954                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2955                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2956
2957         /* Initialise every node */
2958         setup_nr_node_ids();
2959         for_each_online_node(nid) {
2960                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2961                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2962                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2963         }
2964 }
2965 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2966
2967 /**
2968  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2969  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2970  *
2971  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2972  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2973  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2974  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2975  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2976  * smaller per-cpu batchsize.
2977  */
2978 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2979 {
2980         dma_reserve = new_dma_reserve;
2981 }
2982
2983 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2984 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2985 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2986
2987 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2988 #endif
2989
2990 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2991 {
2992         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2993                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2994 }
2995
2996 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2997                                  unsigned long action, void *hcpu)
2998 {
2999         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3000
3001         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
3002                 local_irq_disable();
3003                 __drain_pages(cpu);
3004                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3005                 local_irq_enable();
3006                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3007         }
3008         return NOTIFY_OK;
3009 }
3010
3011 void __init page_alloc_init(void)
3012 {
3013         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3018  *      or min_free_kbytes changes.
3019  */
3020 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3021 {
3022         struct pglist_data *pgdat;
3023         unsigned long reserve_pages = 0;
3024         enum zone_type i, j;
3025
3026         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3027                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3028                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3029                         unsigned long max = 0;
3030
3031                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3032                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3033                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3034                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3035                         }
3036
3037                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3038                         max += zone->pages_high;
3039
3040                         if (max > zone->present_pages)
3041                                 max = zone->present_pages;
3042                         reserve_pages += max;
3043                 }
3044         }
3045         totalreserve_pages = reserve_pages;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3050  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3051  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3052  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3053  */
3054 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3055 {
3056         struct pglist_data *pgdat;
3057         enum zone_type j, idx;
3058
3059         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3060                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3061                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3062                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3063
3064                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3065
3066                         idx = j;
3067                         while (idx) {
3068                                 struct zone *lower_zone;
3069
3070                                 idx--;
3071
3072                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3073                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3074
3075                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3076                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3077                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3078                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3079                         }
3080                 }
3081         }
3082
3083         /* update totalreserve_pages */
3084         calculate_totalreserve_pages();
3085 }
3086
3087 /**
3088  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3089  *
3090  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3091  * with respect to min_free_kbytes.
3092  */
3093 void setup_per_zone_pages_min(void)
3094 {
3095         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3096         unsigned long lowmem_pages = 0;
3097         struct zone *zone;
3098         unsigned long flags;
3099
3100         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3101         for_each_zone(zone) {
3102                 if (!is_highmem(zone))
3103                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3104         }
3105
3106         for_each_zone(zone) {
3107                 u64 tmp;
3108
3109                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3110                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3111                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3112                 if (is_highmem(zone)) {
3113                         /*
3114                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3115                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3116                          * value here.
3117                          *
3118                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3119                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3120                          * not be capped for highmem.
3121                          */
3122                         int min_pages;
3123
3124                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3125                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3126                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3127                         if (min_pages > 128)
3128                                 min_pages = 128;
3129                         zone->pages_min = min_pages;
3130                 } else {
3131                         /*
3132                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3133                          * proportionate to the zone's size.
3134                          */
3135                         zone->pages_min = tmp;
3136                 }
3137
3138                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3139                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3140                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3141         }
3142
3143         /* update totalreserve_pages */
3144         calculate_totalreserve_pages();
3145 }
3146
3147 /*
3148  * Initialise min_free_kbytes.
3149  *
3150  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3151  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3152  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3153  *
3154  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3155  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3156  *
3157  * which yields
3158  *
3159  * 16MB:        512k
3160  * 32MB:        724k
3161  * 64MB:        1024k
3162  * 128MB:       1448k
3163  * 256MB:       2048k
3164  * 512MB:       2896k
3165  * 1024MB:      4096k
3166  * 2048MB:      5792k
3167  * 4096MB:      8192k
3168  * 8192MB:      11584k
3169  * 16384MB:     16384k
3170  */
3171 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3172 {
3173         unsigned long lowmem_kbytes;
3174
3175         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3176
3177         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3178         if (min_free_kbytes < 128)
3179                 min_free_kbytes = 128;
3180         if (min_free_kbytes > 65536)
3181                 min_free_kbytes = 65536;
3182         setup_per_zone_pages_min();
3183         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3184         return 0;
3185 }
3186 module_init(init_per_zone_pages_min)
3187
3188 /*
3189  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3190  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3191  *      changes.
3192  */
3193 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3194         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3195 {
3196         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3197         if (write)
3198                 setup_per_zone_pages_min();
3199         return 0;
3200 }
3201
3202 #ifdef CONFIG_NUMA
3203 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3204         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3205 {
3206         struct zone *zone;
3207         int rc;
3208
3209         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3210         if (rc)
3211                 return rc;
3212
3213         for_each_zone(zone)
3214                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3215                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3216         return 0;
3217 }
3218
3219 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3220         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3221 {
3222         struct zone *zone;
3223         int rc;
3224
3225         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3226         if (rc)
3227                 return rc;
3228
3229         for_each_zone(zone)
3230                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3231                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3232         return 0;
3233 }
3234 #endif
3235
3236 /*
3237  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3238  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3239  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3240  *
3241  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3242  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3243  * if in function of the boot time zone sizes.
3244  */
3245 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3246         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3247 {
3248         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3249         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3250         return 0;
3251 }
3252
3253 /*
3254  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3255  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3256  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3257  */
3258
3259 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3260         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3261 {
3262         struct zone *zone;
3263         unsigned int cpu;
3264         int ret;
3265
3266         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3267         if (!write || (ret == -EINVAL))
3268                 return ret;
3269         for_each_zone(zone) {
3270                 for_each_online_cpu(cpu) {
3271                         unsigned long  high;
3272                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3273                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3274                 }
3275         }
3276         return 0;
3277 }
3278
3279 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3280
3281 #ifdef CONFIG_NUMA
3282 static int __init set_hashdist(char *str)
3283 {
3284         if (!str)
3285                 return 0;
3286         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3287         return 1;
3288 }
3289 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3290 #endif
3291
3292 /*
3293  * allocate a large system hash table from bootmem
3294  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3295  *   quantity of entries
3296  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3297  */
3298 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3299                                      unsigned long bucketsize,
3300                                      unsigned long numentries,
3301                                      int scale,
3302                                      int flags,
3303                                      unsigned int *_hash_shift,
3304                                      unsigned int *_hash_mask,
3305                                      unsigned long limit)
3306 {
3307         unsigned long long max = limit;
3308         unsigned long log2qty, size;
3309         void *table = NULL;
3310
3311         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3312         if (!numentries) {
3313                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3314                 numentries = nr_kernel_pages;
3315                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3316                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3317                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3318
3319                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3320                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3321                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3322                 else
3323                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3324
3325                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3326                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3327                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3328         }
3329         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3330
3331         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3332         if (max == 0) {
3333                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3334                 do_div(max, bucketsize);
3335         }
3336
3337         if (numentries > max)
3338                 numentries = max;
3339
3340         log2qty = ilog2(numentries);
3341
3342         do {
3343                 size = bucketsize << log2qty;
3344                 if (flags & HASH_EARLY)
3345                         table = alloc_bootmem(size);
3346                 else if (hashdist)
3347                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3348                 else {
3349                         unsigned long order;
3350                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3351                                 ;
3352                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3353                 }
3354         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3355
3356         if (!table)
3357                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3358
3359         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3360                tablename,
3361                (1U << log2qty),
3362                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3363                size);
3364
3365         if (_hash_shift)
3366                 *_hash_shift = log2qty;
3367         if (_hash_mask)
3368                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3369