f1e320b3a988d5290c6f77528d116db43be34769
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76          256,
77 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
78          256,
79 #endif
80 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
81          32
82 #endif
83 };
84
85 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
86
87 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
88          "DMA",
89 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
90          "DMA32",
91 #endif
92          "Normal",
93 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
94          "HighMem"
95 #endif
96 };
97
98 int min_free_kbytes = 1024;
99
100 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
101 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
102 static unsigned long __initdata dma_reserve;
103
104 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
105   /*
106    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
107    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
108    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
109    * so the number of times add_active_range() can be called is
110    * related to the number of nodes and the number of holes
111    */
112   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
113     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
114     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
115   #else
116     #if MAX_NUMNODES >= 32
117       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
118       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
119     #else
120       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
121       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
122     #endif
123   #endif
124
125   struct node_active_region __initdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
126   int __initdata nr_nodemap_entries;
127   unsigned long __initdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
128   unsigned long __initdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
129 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
130   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
131   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
132 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
133 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
134
135 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
136 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
137 {
138         int ret = 0;
139         unsigned seq;
140         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
141
142         do {
143                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
144                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
145                         ret = 1;
146                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
147                         ret = 1;
148         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
149
150         return ret;
151 }
152
153 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
154 {
155 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
156         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
157                 return 0;
158 #endif
159         if (zone != page_zone(page))
160                 return 0;
161
162         return 1;
163 }
164 /*
165  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
166  */
167 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
168 {
169         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
170                 return 1;
171         if (!page_is_consistent(zone, page))
172                 return 1;
173
174         return 0;
175 }
176 #else
177 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
178 {
179         return 0;
180 }
181 #endif
182
183 static void bad_page(struct page *page)
184 {
185         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
186                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
187                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
188                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
189                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
190                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
191                 page_mapcount(page), page_count(page));
192         dump_stack();
193         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
194                         1 << PG_private |
195                         1 << PG_locked  |
196                         1 << PG_active  |
197                         1 << PG_dirty   |
198                         1 << PG_reclaim |
199                         1 << PG_slab    |
200                         1 << PG_swapcache |
201                         1 << PG_writeback |
202                         1 << PG_buddy );
203         set_page_count(page, 0);
204         reset_page_mapcount(page);
205         page->mapping = NULL;
206         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
207 }
208
209 /*
210  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
211  *
212  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
213  *
214  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
215  *
216  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
217  * the head page (even the head page has this).
218  *
219  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
220  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
221  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
222  */
223
224 static void free_compound_page(struct page *page)
225 {
226         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
227 }
228
229 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
230 {
231         int i;
232         int nr_pages = 1 << order;
233
234         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
235         page[1].lru.prev = (void *)order;
236         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
237                 struct page *p = page + i;
238
239                 __SetPageCompound(p);
240                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
241         }
242 }
243
244 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
245 {
246         int i;
247         int nr_pages = 1 << order;
248
249         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
250                 bad_page(page);
251
252         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
253                 struct page *p = page + i;
254
255                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
256                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
257                         bad_page(page);
258                 __ClearPageCompound(p);
259         }
260 }
261
262 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
263 {
264         int i;
265
266         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
267         /*
268          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
269          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
270          */
271         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
272         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
273                 clear_highpage(page + i);
274 }
275
276 /*
277  * function for dealing with page's order in buddy system.
278  * zone->lock is already acquired when we use these.
279  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
280  */
281 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
282 {
283         return page_private(page);
284 }
285
286 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
287 {
288         set_page_private(page, order);
289         __SetPageBuddy(page);
290 }
291
292 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
293 {
294         __ClearPageBuddy(page);
295         set_page_private(page, 0);
296 }
297
298 /*
299  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
300  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
301  *
302  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
303  * the following equation:
304  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
305  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
306  * 1 buddy is #10:
307  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
308  *
309  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
310  * satisfies the following equation:
311  *     P = B & ~(1 << O)
312  *
313  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
314  */
315 static inline struct page *
316 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
317 {
318         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
319
320         return page + (buddy_idx - page_idx);
321 }
322
323 static inline unsigned long
324 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
325 {
326         return (page_idx & ~(1 << order));
327 }
328
329 /*
330  * This function checks whether a page is free && is the buddy
331  * we can do coalesce a page and its buddy if
332  * (a) the buddy is not in a hole &&
333  * (b) the buddy is in the buddy system &&
334  * (c) a page and its buddy have the same order &&
335  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
336  *
337  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
338  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
339  *
340  * For recording page's order, we use page_private(page).
341  */
342 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
343                                                                 int order)
344 {
345 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
346         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
347                 return 0;
348 #endif
349
350         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
351                 return 0;
352
353         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
354                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
355                 return 1;
356         }
357         return 0;
358 }
359
360 /*
361  * Freeing function for a buddy system allocator.
362  *
363  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
364  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
365  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
366  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
367  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
368  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
369  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
370  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
371  * parts of the VM system.
372  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
373  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
374  * order is recorded in page_private(page) field.
375  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
376  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
377  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
378  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
379  * triggers coalescing into a block of larger size.            
380  *
381  * -- wli
382  */
383
384 static inline void __free_one_page(struct page *page,
385                 struct zone *zone, unsigned int order)
386 {
387         unsigned long page_idx;
388         int order_size = 1 << order;
389
390         if (unlikely(PageCompound(page)))
391                 destroy_compound_page(page, order);
392
393         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
394
395         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
396         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
397
398         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
399         while (order < MAX_ORDER-1) {
400                 unsigned long combined_idx;
401                 struct free_area *area;
402                 struct page *buddy;
403
404                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
405                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
406                         break;          /* Move the buddy up one level. */
407
408                 list_del(&buddy->lru);
409                 area = zone->free_area + order;
410                 area->nr_free--;
411                 rmv_page_order(buddy);
412                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
413                 page = page + (combined_idx - page_idx);
414                 page_idx = combined_idx;
415                 order++;
416         }
417         set_page_order(page, order);
418         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
419         zone->free_area[order].nr_free++;
420 }
421
422 static inline int free_pages_check(struct page *page)
423 {
424         if (unlikely(page_mapcount(page) |
425                 (page->mapping != NULL)  |
426                 (page_count(page) != 0)  |
427                 (page->flags & (
428                         1 << PG_lru     |
429                         1 << PG_private |
430                         1 << PG_locked  |
431                         1 << PG_active  |
432                         1 << PG_reclaim |
433                         1 << PG_slab    |
434                         1 << PG_swapcache |
435                         1 << PG_writeback |
436                         1 << PG_reserved |
437                         1 << PG_buddy ))))
438                 bad_page(page);
439         if (PageDirty(page))
440                 __ClearPageDirty(page);
441         /*
442          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
443          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
444          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
445          */
446         return PageReserved(page);
447 }
448
449 /*
450  * Frees a list of pages. 
451  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
452  * count is the number of pages to free.
453  *
454  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
455  * see if this freeing clears that state.
456  *
457  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
458  * pinned" detection logic.
459  */
460 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
461                                         struct list_head *list, int order)
462 {
463         spin_lock(&zone->lock);
464         zone->all_unreclaimable = 0;
465         zone->pages_scanned = 0;
466         while (count--) {
467                 struct page *page;
468
469                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
470                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
471                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
472                 list_del(&page->lru);
473                 __free_one_page(page, zone, order);
474         }
475         spin_unlock(&zone->lock);
476 }
477
478 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
479 {
480         spin_lock(&zone->lock);
481         zone->all_unreclaimable = 0;
482         zone->pages_scanned = 0;
483         __free_one_page(page, zone, order);
484         spin_unlock(&zone->lock);
485 }
486
487 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
488 {
489         unsigned long flags;
490         int i;
491         int reserved = 0;
492
493         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
494                 reserved += free_pages_check(page + i);
495         if (reserved)
496                 return;
497
498         if (!PageHighMem(page))
499                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
500         arch_free_page(page, order);
501         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
502
503         local_irq_save(flags);
504         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
505         free_one_page(page_zone(page), page, order);
506         local_irq_restore(flags);
507 }
508
509 /*
510  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
511  */
512 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
513 {
514         if (order == 0) {
515                 __ClearPageReserved(page);
516                 set_page_count(page, 0);
517                 set_page_refcounted(page);
518                 __free_page(page);
519         } else {
520                 int loop;
521
522                 prefetchw(page);
523                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
524                         struct page *p = &page[loop];
525
526                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
527                                 prefetchw(p + 1);
528                         __ClearPageReserved(p);
529                         set_page_count(p, 0);
530                 }
531
532                 set_page_refcounted(page);
533                 __free_pages(page, order);
534         }
535 }
536
537
538 /*
539  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
540  * Please do not alter this order without good reasons and regression
541  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
542  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
543  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
544  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
545  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
546  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
547  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
548  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
549  *
550  * -- wli
551  */
552 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
553         int low, int high, struct free_area *area)
554 {
555         unsigned long size = 1 << high;
556
557         while (high > low) {
558                 area--;
559                 high--;
560                 size >>= 1;
561                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
562                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
563                 area->nr_free++;
564                 set_page_order(&page[size], high);
565         }
566 }
567
568 /*
569  * This page is about to be returned from the page allocator
570  */
571 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
572 {
573         if (unlikely(page_mapcount(page) |
574                 (page->mapping != NULL)  |
575                 (page_count(page) != 0)  |
576                 (page->flags & (
577                         1 << PG_lru     |
578                         1 << PG_private |
579                         1 << PG_locked  |
580                         1 << PG_active  |
581                         1 << PG_dirty   |
582                         1 << PG_reclaim |
583                         1 << PG_slab    |
584                         1 << PG_swapcache |
585                         1 << PG_writeback |
586                         1 << PG_reserved |
587                         1 << PG_buddy ))))
588                 bad_page(page);
589
590         /*
591          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
592          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
593          */
594         if (PageReserved(page))
595                 return 1;
596
597         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
598                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
599                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
600         set_page_private(page, 0);
601         set_page_refcounted(page);
602
603         arch_alloc_page(page, order);
604         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
605
606         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
607                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
608
609         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
610                 prep_compound_page(page, order);
611
612         return 0;
613 }
614
615 /* 
616  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
617  * Call me with the zone->lock already held.
618  */
619 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
620 {
621         struct free_area * area;
622         unsigned int current_order;
623         struct page *page;
624
625         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
626                 area = zone->free_area + current_order;
627                 if (list_empty(&area->free_list))
628                         continue;
629
630                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
631                 list_del(&page->lru);
632                 rmv_page_order(page);
633                 area->nr_free--;
634                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
635                 expand(zone, page, order, current_order, area);
636                 return page;
637         }
638
639         return NULL;
640 }
641
642 /* 
643  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
644  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
645  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
646  */
647 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
648                         unsigned long count, struct list_head *list)
649 {
650         int i;
651         
652         spin_lock(&zone->lock);
653         for (i = 0; i < count; ++i) {
654                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
655                 if (unlikely(page == NULL))
656                         break;
657                 list_add_tail(&page->lru, list);
658         }
659         spin_unlock(&zone->lock);
660         return i;
661 }
662
663 #ifdef CONFIG_NUMA
664 /*
665  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
666  * belongs to the currently executing processor.
667  * Note that this function must be called with the thread pinned to
668  * a single processor.
669  */
670 void drain_node_pages(int nodeid)
671 {
672         int i;
673         enum zone_type z;
674         unsigned long flags;
675
676         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
677                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
678                 struct per_cpu_pageset *pset;
679
680                 if (!populated_zone(zone))
681                         continue;
682
683                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
684                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
685                         struct per_cpu_pages *pcp;
686
687                         pcp = &pset->pcp[i];
688                         if (pcp->count) {
689                                 int to_drain;
690
691                                 local_irq_save(flags);
692                                 if (pcp->count >= pcp->batch)
693                                         to_drain = pcp->batch;
694                                 else
695                                         to_drain = pcp->count;
696                                 free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
697                                 pcp->count -= to_drain;
698                                 local_irq_restore(flags);
699                         }
700                 }
701         }
702 }
703 #endif
704
705 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
706 {
707         unsigned long flags;
708         struct zone *zone;
709         int i;
710
711         for_each_zone(zone) {
712                 struct per_cpu_pageset *pset;
713
714                 if (!populated_zone(zone))
715                         continue;
716
717                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
718                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
719                         struct per_cpu_pages *pcp;
720
721                         pcp = &pset->pcp[i];
722                         local_irq_save(flags);
723                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
724                         pcp->count = 0;
725                         local_irq_restore(flags);
726                 }
727         }
728 }
729
730 #ifdef CONFIG_PM
731
732 void mark_free_pages(struct zone *zone)
733 {
734         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
735         unsigned long flags;
736         int order;
737         struct list_head *curr;
738
739         if (!zone->spanned_pages)
740                 return;
741
742         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
743
744         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
745         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
746                 if (pfn_valid(pfn)) {
747                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
748
749                         if (!PageNosave(page))
750                                 ClearPageNosaveFree(page);
751                 }
752
753         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
754                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
755                         unsigned long i;
756
757                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
758                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
759                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
760                 }
761
762         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
763 }
764
765 /*
766  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
767  */
768 void drain_local_pages(void)
769 {
770         unsigned long flags;
771
772         local_irq_save(flags);  
773         __drain_pages(smp_processor_id());
774         local_irq_restore(flags);       
775 }
776 #endif /* CONFIG_PM */
777
778 /*
779  * Free a 0-order page
780  */
781 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
782 {
783         struct zone *zone = page_zone(page);
784         struct per_cpu_pages *pcp;
785         unsigned long flags;
786
787         if (PageAnon(page))
788                 page->mapping = NULL;
789         if (free_pages_check(page))
790                 return;
791
792         if (!PageHighMem(page))
793                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
794         arch_free_page(page, 0);
795         kernel_map_pages(page, 1, 0);
796
797         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
798         local_irq_save(flags);
799         __count_vm_event(PGFREE);
800         list_add(&page->lru, &pcp->list);
801         pcp->count++;
802         if (pcp->count >= pcp->high) {
803                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
804                 pcp->count -= pcp->batch;
805         }
806         local_irq_restore(flags);
807         put_cpu();
808 }
809
810 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
811 {
812         free_hot_cold_page(page, 0);
813 }
814         
815 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
816 {
817         free_hot_cold_page(page, 1);
818 }
819
820 /*
821  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
822  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
823  * Each sub-page must be freed individually.
824  *
825  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
826  * Please consult with lkml before using this in your driver.
827  */
828 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
829 {
830         int i;
831
832         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
833         VM_BUG_ON(!page_count(page));
834         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
835                 set_page_refcounted(page + i);
836 }
837
838 /*
839  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
840  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
841  * or two.
842  */
843 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
844                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
845 {
846         unsigned long flags;
847         struct page *page;
848         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
849         int cpu;
850
851 again:
852         cpu  = get_cpu();
853         if (likely(order == 0)) {
854                 struct per_cpu_pages *pcp;
855
856                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
857                 local_irq_save(flags);
858                 if (!pcp->count) {
859                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
860                                                 pcp->batch, &pcp->list);
861                         if (unlikely(!pcp->count))
862                                 goto failed;
863                 }
864                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
865                 list_del(&page->lru);
866                 pcp->count--;
867         } else {
868                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
869                 page = __rmqueue(zone, order);
870                 spin_unlock(&zone->lock);
871                 if (!page)
872                         goto failed;
873         }
874
875         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
876         zone_statistics(zonelist, zone);
877         local_irq_restore(flags);
878         put_cpu();
879
880         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
881         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
882                 goto again;
883         return page;
884
885 failed:
886         local_irq_restore(flags);
887         put_cpu();
888         return NULL;
889 }
890
891 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
892 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
893 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
894 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
895 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
896 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
897 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
898
899 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
900
901 static struct fail_page_alloc_attr {
902         struct fault_attr attr;
903
904         u32 ignore_gfp_highmem;
905         u32 ignore_gfp_wait;
906
907 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
908
909         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
910         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
911
912 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
913
914 } fail_page_alloc = {
915         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
916         .ignore_gfp_wait = 1,
917         .ignore_gfp_highmem = 1,
918 };
919
920 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
921 {
922         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
923 }
924 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
925
926 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
927 {
928         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
929                 return 0;
930         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
931                 return 0;
932         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
933                 return 0;
934
935         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
936 }
937
938 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
939
940 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
941 {
942         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
943         struct dentry *dir;
944         int err;
945
946         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
947                                        "fail_page_alloc");
948         if (err)
949                 return err;
950         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
951
952         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
953                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
954                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
955
956         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
957                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
958                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
959
960         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
961                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
962                 err = -ENOMEM;
963                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
964                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
965                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
966         }
967
968         return err;
969 }
970
971 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
972
973 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
974
975 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
976
977 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
978 {
979         return 0;
980 }
981
982 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
983
984 /*
985  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
986  * of the allocation.
987  */
988 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
989                       int classzone_idx, int alloc_flags)
990 {
991         /* free_pages my go negative - that's OK */
992         long min = mark;
993         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
994         int o;
995
996         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
997                 min -= min / 2;
998         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
999                 min -= min / 4;
1000
1001         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1002                 return 0;
1003         for (o = 0; o < order; o++) {
1004                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1005                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1006
1007                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1008                 min >>= 1;
1009
1010                 if (free_pages <= min)
1011                         return 0;
1012         }
1013         return 1;
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_NUMA
1017 /*
1018  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1019  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1020  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1021  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1022  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1023  *
1024  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1025  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1026  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1027  *
1028  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1029  * nothing and returns NULL.
1030  *
1031  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1032  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1033  *
1034  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1035  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1036  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1037  * quickly as we can.
1038  */
1039 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1040 {
1041         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1042         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1043
1044         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1045         if (!zlc)
1046                 return NULL;
1047
1048         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1049                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1050                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1051         }
1052
1053         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1054                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1055                                         &node_online_map;
1056         return allowednodes;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1061  * if it is worth looking at further for free memory:
1062  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1063  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1064  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1065  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1066  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1067  * else return false (zero) if it is not.
1068  *
1069  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1070  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1071  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1072  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1073  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1074  * into the second scan of the zonelist.
1075  *
1076  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1077  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1078  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1079  * unturned looking for a free page.
1080  */
1081 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1082                                                 nodemask_t *allowednodes)
1083 {
1084         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1085         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1086         int n;                          /* node that zone *z is on */
1087
1088         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1089         if (!zlc)
1090                 return 1;
1091
1092         i = z - zonelist->zones;
1093         n = zlc->z_to_n[i];
1094
1095         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1096         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1101  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1102  * from that zone don't waste time re-examining it.
1103  */
1104 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1105 {
1106         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1107         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1108
1109         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1110         if (!zlc)
1111                 return;
1112
1113         i = z - zonelist->zones;
1114
1115         set_bit(i, zlc->fullzones);
1116 }
1117
1118 #else   /* CONFIG_NUMA */
1119
1120 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1121 {
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1126                                 nodemask_t *allowednodes)
1127 {
1128         return 1;
1129 }
1130
1131 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1132 {
1133 }
1134 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1135
1136 /*
1137  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1138  * a page.
1139  */
1140 static struct page *
1141 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1142                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1143 {
1144         struct zone **z;
1145         struct page *page = NULL;
1146         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1147         struct zone *zone;
1148         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1149         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1150         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1151
1152 zonelist_scan:
1153         /*
1154          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1155          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1156          */
1157         z = zonelist->zones;
1158
1159         do {
1160                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1161                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1162                                 continue;
1163                 zone = *z;
1164                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1165                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1166                                 break;
1167                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1168                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1169                                 goto try_next_zone;
1170
1171                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1172                         unsigned long mark;
1173                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1174                                 mark = zone->pages_min;
1175                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1176                                 mark = zone->pages_low;
1177                         else
1178                                 mark = zone->pages_high;
1179                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1180                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1181                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1182                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1183                                         goto this_zone_full;
1184                         }
1185                 }
1186
1187                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1188                 if (page)
1189                         break;
1190 this_zone_full:
1191                 if (NUMA_BUILD)
1192                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1193 try_next_zone:
1194                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1195                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1196                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1197                         zlc_active = 1;
1198                         did_zlc_setup = 1;
1199                 }
1200         } while (*(++z) != NULL);
1201
1202         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1203                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1204                 zlc_active = 0;
1205                 goto zonelist_scan;
1206         }
1207         return page;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1212  */
1213 struct page * fastcall
1214 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1215                 struct zonelist *zonelist)
1216 {
1217         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1218         struct zone **z;
1219         struct page *page;
1220         struct reclaim_state reclaim_state;
1221         struct task_struct *p = current;
1222         int do_retry;
1223         int alloc_flags;
1224         int did_some_progress;
1225
1226         might_sleep_if(wait);
1227
1228         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1229                 return NULL;
1230
1231 restart:
1232         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1233
1234         if (unlikely(*z == NULL)) {
1235                 /* Should this ever happen?? */
1236                 return NULL;
1237         }
1238
1239         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1240                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1241         if (page)
1242                 goto got_pg;
1243
1244         /*
1245          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1246          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1247          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1248          * using a larger set of nodes after it has established that the
1249          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1250          * over allocated.
1251          */
1252         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1253                 goto nopage;
1254
1255         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1256                 wakeup_kswapd(*z, order);
1257
1258         /*
1259          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1260          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1261          * to how we want to proceed.
1262          *
1263          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1264          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1265          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1266          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1267          */
1268         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1269         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1270                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1271         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1272                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1273         if (wait)
1274                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1275
1276         /*
1277          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1278          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1279          *
1280          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1281          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1282          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1283          */
1284         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1285         if (page)
1286                 goto got_pg;
1287
1288         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1289
1290 rebalance:
1291         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1292                         && !in_interrupt()) {
1293                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1294 nofail_alloc:
1295                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1296                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1297                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1298                         if (page)
1299                                 goto got_pg;
1300                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1301                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1302                                 goto nofail_alloc;
1303                         }
1304                 }
1305                 goto nopage;
1306         }
1307
1308         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1309         if (!wait)
1310                 goto nopage;
1311
1312         cond_resched();
1313
1314         /* We now go into synchronous reclaim */
1315         cpuset_memory_pressure_bump();
1316         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1317         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1318         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1319
1320         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1321
1322         p->reclaim_state = NULL;
1323         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1324
1325         cond_resched();
1326
1327         if (likely(did_some_progress)) {
1328                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1329                                                 zonelist, alloc_flags);
1330                 if (page)
1331                         goto got_pg;
1332         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1333                 /*
1334                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1335                  * very high watermark here, this is only to catch
1336                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1337                  * under heavy pressure.
1338                  */
1339                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1340                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1341                 if (page)
1342                         goto got_pg;
1343
1344                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1345                 goto restart;
1346         }
1347
1348         /*
1349          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1350          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1351          *
1352          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1353          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1354          */
1355         do_retry = 0;
1356         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1357                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1358                         do_retry = 1;
1359                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1360                         do_retry = 1;
1361         }
1362         if (do_retry) {
1363                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1364                 goto rebalance;
1365         }
1366
1367 nopage:
1368         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1369                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1370                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1371                         p->comm, order, gfp_mask);
1372                 dump_stack();
1373                 show_mem();
1374         }
1375 got_pg:
1376         return page;
1377 }
1378
1379 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1380
1381 /*
1382  * Common helper functions.
1383  */
1384 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1385 {
1386         struct page * page;
1387         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1388         if (!page)
1389                 return 0;
1390         return (unsigned long) page_address(page);
1391 }
1392
1393 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1394
1395 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1396 {
1397         struct page * page;
1398
1399         /*
1400          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1401          * a highmem page
1402          */
1403         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1404
1405         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1406         if (page)
1407                 return (unsigned long) page_address(page);
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1412
1413 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1414 {
1415         int i = pagevec_count(pvec);
1416
1417         while (--i >= 0)
1418                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1419 }
1420
1421 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1422 {
1423         if (put_page_testzero(page)) {
1424                 if (order == 0)
1425                         free_hot_page(page);
1426                 else
1427                         __free_pages_ok(page, order);
1428         }
1429 }
1430
1431 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1432
1433 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1434 {
1435         if (addr != 0) {
1436                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1437                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1438         }
1439 }
1440
1441 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1442
1443 #ifdef CONFIG_NUMA
1444 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1445 {
1446         return node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
1447 }
1448 #endif
1449
1450 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1451 {
1452         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1453         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1454         unsigned int sum = 0;
1455
1456         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1457         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1458         struct zone *zone;
1459
1460         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1461                 unsigned long size = zone->present_pages;
1462                 unsigned long high = zone->pages_high;
1463                 if (size > high)
1464                         sum += size - high;
1465         }
1466
1467         return sum;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1472  */
1473 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1474 {
1475         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1480  */
1481 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1482 {
1483         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1484 }
1485
1486 static inline void show_node(struct zone *zone)
1487 {
1488         if (NUMA_BUILD)
1489                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1490 }
1491
1492 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1493 {
1494         val->totalram = totalram_pages;
1495         val->sharedram = 0;
1496         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1497         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1498         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1499         val->freehigh = nr_free_highpages();
1500         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1501 }
1502
1503 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1504
1505 #ifdef CONFIG_NUMA
1506 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1507 {
1508         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1509
1510         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1511         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1512 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1513         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1514         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1515                         NR_FREE_PAGES);
1516 #else
1517         val->totalhigh = 0;
1518         val->freehigh = 0;
1519 #endif
1520         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1521 }
1522 #endif
1523
1524 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1525
1526 /*
1527  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1528  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1529  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1530  */
1531 void show_free_areas(void)
1532 {
1533         int cpu;
1534         unsigned long active;
1535         unsigned long inactive;
1536         unsigned long free;
1537         struct zone *zone;
1538
1539         for_each_zone(zone) {
1540                 if (!populated_zone(zone))
1541                         continue;
1542
1543                 show_node(zone);
1544                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1545
1546                 for_each_online_cpu(cpu) {
1547                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1548
1549                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1550
1551                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1552                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1553                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1554                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1555                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1556                                pageset->pcp[1].count);
1557                 }
1558         }
1559
1560         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
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                 active,
1565                 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                 if (process_zones(cpu))
2135                         ret = NOTIFY_BAD;
2136                 break;
2137         case CPU_UP_CANCELED:
2138         case CPU_DEAD:
2139                 free_zone_pagesets(cpu);
2140                 break;
2141         default:
2142                 break;
2143         }
2144         return ret;
2145 }
2146
2147 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2148         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2149
2150 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2151 {
2152         int err;
2153
2154         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2155          * A cpuup callback will do this for every cpu
2156          * as it comes online
2157          */
2158         err = process_zones(smp_processor_id());
2159         BUG_ON(err);
2160         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2161 }
2162
2163 #endif
2164
2165 static __meminit
2166 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2167 {
2168         int i;
2169         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2170         size_t alloc_size;
2171
2172         /*
2173          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2174          * per zone.
2175          */
2176         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2177                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2178         zone->wait_table_bits =
2179                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2180         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2181                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2182
2183         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2184                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2185                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2186         } else {
2187                 /*
2188                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2189                  * via memory hot-add.
2190                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2191                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2192                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2193                  * node itself as well.
2194                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2195                  * necessary.
2196                  */
2197                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2198         }
2199         if (!zone->wait_table)
2200                 return -ENOMEM;
2201
2202         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2203                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2204
2205         return 0;
2206 }
2207
2208 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2209 {
2210         int cpu;
2211         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2212
2213         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2214 #ifdef CONFIG_NUMA
2215                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2216                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2217                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2218 #else
2219                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2220 #endif
2221         }
2222         if (zone->present_pages)
2223                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2224                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2225 }
2226
2227 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2228                                         unsigned long zone_start_pfn,
2229                                         unsigned long size,
2230                                         enum memmap_context context)
2231 {
2232         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2233         int ret;
2234         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2235         if (ret)
2236                 return ret;
2237         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2238
2239         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2240
2241         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2242
2243         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2244
2245         return 0;
2246 }
2247
2248 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2249 /*
2250  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2251  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2252  */
2253 static int __init first_active_region_index_in_nid(int nid)
2254 {
2255         int i;
2256
2257         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2258                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2259                         return i;
2260
2261         return -1;
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2266  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2267  */
2268 static int __init next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2269 {
2270         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2271                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2272                         return index;
2273
2274         return -1;
2275 }
2276
2277 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2278 /*
2279  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2280  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2281  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2282  * alternative
2283  */
2284 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2285 {
2286         int i;
2287
2288         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2289                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2290                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2291
2292                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2293                         return early_node_map[i].nid;
2294         }
2295
2296         return 0;
2297 }
2298 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2299
2300 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2301 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2302         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2303                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2304
2305 /**
2306  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2307  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2308  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2309  *
2310  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2311  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2312  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2313  */
2314 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2315                                                 unsigned long max_low_pfn)
2316 {
2317         int i;
2318
2319         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2320                 unsigned long size_pages = 0;
2321                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2322
2323                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2324                         continue;
2325
2326                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2327                         end_pfn = max_low_pfn;
2328
2329                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2330                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2331                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2332                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2333         }
2334 }
2335
2336 /**
2337  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2338  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2339  *
2340  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2341  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2342  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2343  */
2344 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2345 {
2346         int i;
2347
2348         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2349                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2350                                 early_node_map[i].start_pfn,
2351                                 early_node_map[i].end_pfn);
2352 }
2353
2354 /**
2355  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2356  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2357  * @start_pfn: The start pfn of the node
2358  * @end_pfn: The end pfn of the node
2359  *
2360  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2361  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2362  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2363  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2364  * be used later.
2365  */
2366 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2367 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2368                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2369 {
2370         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2371                         nid, start_pfn, end_pfn);
2372
2373         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2374         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2375                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2376
2377         /* Update the boundaries */
2378         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2379                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2380         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2381                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2382 }
2383
2384 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2385 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2386                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2387 {
2388         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2389                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2390
2391         /* Return if boundary information has not been provided */
2392         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2393                 return;
2394
2395         /* Check the boundaries and update if necessary */
2396         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2397                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2398         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2399                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2400 }
2401 #else
2402 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2403                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2404
2405 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2406                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2407 #endif
2408
2409
2410 /**
2411  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2412  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2413  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2414  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2415  *
2416  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2417  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2418  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2419  * PFNs will be 0.
2420  */
2421 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2422                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2423 {
2424         int i;
2425         *start_pfn = -1UL;
2426         *end_pfn = 0;
2427
2428         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2429                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2430                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2431         }
2432
2433         if (*start_pfn == -1UL) {
2434                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2435                 *start_pfn = 0;
2436         }
2437
2438         /* Push the node boundaries out if requested */
2439         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2444  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2445  */
2446 unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2447                                         unsigned long zone_type,
2448                                         unsigned long *ignored)
2449 {
2450         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2451         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2452
2453         /* Get the start and end of the node and zone */
2454         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2455         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2456         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2457
2458         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2459         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2460                 return 0;
2461
2462         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2463         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2464         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2465
2466         /* Return the spanned pages */
2467         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2472  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2473  */
2474 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
2475                                 unsigned long range_start_pfn,
2476                                 unsigned long range_end_pfn)
2477 {
2478         int i = 0;
2479         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2480         unsigned long start_pfn;
2481
2482         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2483         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2484         if (i == -1)
2485                 return 0;
2486
2487         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2488         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2489                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2490
2491         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2492
2493         /* Find all holes for the zone within the node */
2494         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2495
2496                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2497                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2498                         break;
2499
2500                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2501                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2502                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2503
2504                 /* Update the hole size cound and move on */
2505                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2506                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2507                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2508                 }
2509                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2510         }
2511
2512         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2513         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2514                 hole_pages += range_end_pfn -
2515                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2516
2517         return hole_pages;
2518 }
2519
2520 /**
2521  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2522  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2523  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2524  *
2525  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2526  */
2527 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2528                                                         unsigned long end_pfn)
2529 {
2530         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2531 }
2532
2533 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2534 unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
2535                                         unsigned long zone_type,
2536                                         unsigned long *ignored)
2537 {
2538         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2539         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2540
2541         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2542         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2543                                                         node_start_pfn);
2544         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2545                                                         node_end_pfn);
2546
2547         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2548 }
2549
2550 #else
2551 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2552                                         unsigned long zone_type,
2553                                         unsigned long *zones_size)
2554 {
2555         return zones_size[zone_type];
2556 }
2557
2558 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2559                                                 unsigned long zone_type,
2560                                                 unsigned long *zholes_size)
2561 {
2562         if (!zholes_size)
2563                 return 0;
2564
2565         return zholes_size[zone_type];
2566 }
2567
2568 #endif
2569
2570 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2571                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2572 {
2573         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2574         enum zone_type i;
2575
2576         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2577                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2578                                                                 zones_size);
2579         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2580
2581         realtotalpages = totalpages;
2582         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2583                 realtotalpages -=
2584                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2585                                                                 zholes_size);
2586         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2587         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2588                                                         realtotalpages);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Set up the zone data structures:
2593  *   - mark all pages reserved
2594  *   - mark all memory queues empty
2595  *   - clear the memory bitmaps
2596  */
2597 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2598                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2599 {
2600         enum zone_type j;
2601         int nid = pgdat->node_id;
2602         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2603         int ret;
2604
2605         pgdat_resize_init(pgdat);
2606         pgdat->nr_zones = 0;
2607         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2608         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2609         
2610         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2611                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2612                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2613
2614                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2615                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2616                                                                 zholes_size);
2617
2618                 /*
2619                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2620                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2621                  * and per-cpu initialisations
2622                  */
2623                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2624                 if (realsize >= memmap_pages) {
2625                         realsize -= memmap_pages;
2626                         printk(KERN_DEBUG
2627                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2628                                 zone_names[j], memmap_pages);
2629                 } else
2630                         printk(KERN_WARNING
2631                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2632                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2633
2634                 /* Account for reserved DMA pages */
2635                 if (j == ZONE_DMA && realsize > dma_reserve) {
2636                         realsize -= dma_reserve;
2637                         printk(KERN_DEBUG "  DMA zone: %lu pages reserved\n",
2638                                                                 dma_reserve);
2639                 }
2640
2641                 if (!is_highmem_idx(j))
2642                         nr_kernel_pages += realsize;
2643                 nr_all_pages += realsize;
2644
2645                 zone->spanned_pages = size;
2646                 zone->present_pages = realsize;
2647 #ifdef CONFIG_NUMA
2648                 zone->node = nid;
2649                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2650                                                 / 100;
2651                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2652 #endif
2653                 zone->name = zone_names[j];
2654                 spin_lock_init(&zone->lock);
2655                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2656                 zone_seqlock_init(zone);
2657                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2658
2659                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2660
2661                 zone_pcp_init(zone);
2662                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2663                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2664                 zone->nr_scan_active = 0;
2665                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2666                 zap_zone_vm_stats(zone);
2667                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2668                 if (!size)
2669                         continue;
2670
2671                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2672                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2673                 BUG_ON(ret);
2674                 zone_start_pfn += size;
2675         }
2676 }
2677
2678 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2679 {
2680         /* Skip empty nodes */
2681         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2682                 return;
2683
2684 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2685         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2686         if (!pgdat->node_mem_map) {
2687                 unsigned long size, start, end;
2688                 struct page *map;
2689
2690                 /*
2691                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2692                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2693                  * for the buddy allocator to function correctly.
2694                  */
2695                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2696                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2697                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2698                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2699                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2700                 if (!map)
2701                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2702                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2703         }
2704 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2705         /*
2706          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2707          */
2708         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2709                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2710 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2711                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2712                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2713 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2714         }
2715 #endif
2716 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2717 }
2718
2719 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2720                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2721                 unsigned long *zholes_size)
2722 {
2723         pgdat->node_id = nid;
2724         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2725         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2726
2727         alloc_node_mem_map(pgdat);
2728
2729         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2730 }
2731
2732 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2733 /**
2734  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2735  * @nid: The node ID the range resides on
2736  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2737  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2738  *
2739  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2740  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2741  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2742  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2743  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2744  */
2745 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2746                                                 unsigned long end_pfn)
2747 {
2748         int i;
2749
2750         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2751                           "%d entries of %d used\n",
2752                           nid, start_pfn, end_pfn,
2753                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2754
2755         /* Merge with existing active regions if possible */
2756         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2757                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2758                         continue;
2759
2760                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2761                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2762                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2763                         return;
2764
2765                 /* Merge forward if suitable */
2766                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2767                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2768                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2769                         return;
2770                 }
2771
2772                 /* Merge backward if suitable */
2773                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2774                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2775                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2776                         return;
2777                 }
2778         }
2779
2780         /* Check that early_node_map is large enough */
2781         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2782                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2783                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2784                 return;
2785         }
2786
2787         early_node_map[i].nid = nid;
2788         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2789         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2790         nr_nodemap_entries = i + 1;
2791 }
2792
2793 /**
2794  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2795  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2796  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2797  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2798  *
2799  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2800  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2801  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2802  * an existing registered range.
2803  */
2804 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2805                                                 unsigned long new_end_pfn)
2806 {
2807         int i;
2808
2809         /* Find the old active region end and shrink */
2810         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2811                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2812                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2813                         break;
2814                 }
2815 }
2816
2817 /**
2818  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2819  *
2820  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2821  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2822  * all currently registered regions.
2823  */
2824 void __init remove_all_active_ranges(void)
2825 {
2826         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2827         nr_nodemap_entries = 0;
2828 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2829         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2830         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2831 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2832 }
2833
2834 /* Compare two active node_active_regions */
2835 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2836 {
2837         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2838         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2839
2840         /* Done this way to avoid overflows */
2841         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2842                 return 1;
2843         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2844                 return -1;
2845
2846         return 0;
2847 }
2848
2849 /* sort the node_map by start_pfn */
2850 static void __init sort_node_map(void)
2851 {
2852         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2853                         sizeof(struct node_active_region),
2854                         cmp_node_active_region, NULL);
2855 }
2856
2857 /* Find the lowest pfn for a node */
2858 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2859 {
2860         int i;
2861         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
2862
2863         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2864         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2865                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2866
2867         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
2868                 printk(KERN_WARNING
2869                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2870                 return 0;
2871         }
2872
2873         return min_pfn;
2874 }
2875
2876 /**
2877  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2878  *
2879  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2880  * add_active_range().
2881  */
2882 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2883 {
2884         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2885 }
2886
2887 /**
2888  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2889  *
2890  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2891  * add_active_range().
2892  */
2893 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2894 {
2895         int i;
2896         unsigned long max_pfn = 0;
2897
2898         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2899                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2900
2901         return max_pfn;
2902 }
2903
2904 /**
2905  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2906  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2907  *
2908  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2909  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2910  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2911  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2912  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2913  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2914  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2915  * at arch_max_dma_pfn.
2916  */
2917 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2918 {
2919         unsigned long nid;
2920         enum zone_type i;
2921
2922         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
2923         sort_node_map();
2924
2925         /* Record where the zone boundaries are */
2926         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2927                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2928         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2929                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2930         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2931         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2932         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2933                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2934                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2935                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2936                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2937         }
2938
2939         /* Print out the zone ranges */
2940         printk("Zone PFN ranges:\n");
2941         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2942                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2943                                 zone_names[i],
2944                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2945                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2946
2947         /* Print out the early_node_map[] */
2948         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2949         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2950                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2951                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2952                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2953
2954         /* Initialise every node */
2955         for_each_online_node(nid) {
2956                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2957                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2958                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2959         }
2960 }
2961 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2962
2963 /**
2964  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2965  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2966  *
2967  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2968  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2969  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2970  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2971  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2972  * smaller per-cpu batchsize.
2973  */
2974 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2975 {
2976         dma_reserve = new_dma_reserve;
2977 }
2978
2979 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2980 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2981 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2982
2983 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2984 #endif
2985
2986 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2987 {
2988         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2989                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2990 }
2991
2992 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2993                                  unsigned long action, void *hcpu)
2994 {
2995         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2996
2997         if (action == CPU_DEAD) {
2998                 local_irq_disable();
2999                 __drain_pages(cpu);
3000                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3001                 local_irq_enable();
3002                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3003         }
3004         return NOTIFY_OK;
3005 }
3006
3007 void __init page_alloc_init(void)
3008 {
3009         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3010 }
3011
3012 /*
3013  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3014  *      or min_free_kbytes changes.
3015  */
3016 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3017 {
3018         struct pglist_data *pgdat;
3019         unsigned long reserve_pages = 0;
3020         enum zone_type i, j;
3021
3022         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3023                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3024                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3025                         unsigned long max = 0;
3026
3027                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3028                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3029                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3030                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3031                         }
3032
3033                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3034                         max += zone->pages_high;
3035
3036                         if (max > zone->present_pages)
3037                                 max = zone->present_pages;
3038                         reserve_pages += max;
3039                 }
3040         }
3041         totalreserve_pages = reserve_pages;
3042 }
3043
3044 /*
3045  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3046  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3047  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3048  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3049  */
3050 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3051 {
3052         struct pglist_data *pgdat;
3053         enum zone_type j, idx;
3054
3055         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3056                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3057                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3058                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3059
3060                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3061
3062                         idx = j;
3063                         while (idx) {
3064                                 struct zone *lower_zone;
3065
3066                                 idx--;
3067
3068                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3069                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3070
3071                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3072                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3073                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3074                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3075                         }
3076                 }
3077         }
3078
3079         /* update totalreserve_pages */
3080         calculate_totalreserve_pages();
3081 }
3082
3083 /**
3084  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3085  *
3086  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3087  * with respect to min_free_kbytes.
3088  */
3089 void setup_per_zone_pages_min(void)
3090 {
3091         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3092         unsigned long lowmem_pages = 0;
3093         struct zone *zone;
3094         unsigned long flags;
3095
3096         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3097         for_each_zone(zone) {
3098                 if (!is_highmem(zone))
3099                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3100         }
3101
3102         for_each_zone(zone) {
3103                 u64 tmp;
3104
3105                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3106                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3107                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3108                 if (is_highmem(zone)) {
3109                         /*
3110                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3111                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3112                          * value here.
3113                          *
3114                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3115                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3116                          * not be capped for highmem.
3117                          */
3118                         int min_pages;
3119
3120                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3121                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3122                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3123                         if (min_pages > 128)
3124                                 min_pages = 128;
3125                         zone->pages_min = min_pages;
3126                 } else {
3127                         /*
3128                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3129                          * proportionate to the zone's size.
3130                          */
3131                         zone->pages_min = tmp;
3132                 }
3133
3134                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3135                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3136                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3137         }
3138
3139         /* update totalreserve_pages */
3140         calculate_totalreserve_pages();
3141 }
3142
3143 /*
3144  * Initialise min_free_kbytes.
3145  *
3146  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3147  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3148  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3149  *
3150  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3151  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3152  *
3153  * which yields
3154  *
3155  * 16MB:        512k
3156  * 32MB:        724k
3157  * 64MB:        1024k
3158  * 128MB:       1448k
3159  * 256MB:       2048k
3160  * 512MB:       2896k
3161  * 1024MB:      4096k
3162  * 2048MB:      5792k
3163  * 4096MB:      8192k
3164  * 8192MB:      11584k
3165  * 16384MB:     16384k
3166  */
3167 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3168 {
3169         unsigned long lowmem_kbytes;
3170
3171         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3172
3173         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3174         if (min_free_kbytes < 128)
3175                 min_free_kbytes = 128;
3176         if (min_free_kbytes > 65536)
3177                 min_free_kbytes = 65536;
3178         setup_per_zone_pages_min();
3179         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3180         return 0;
3181 }
3182 module_init(init_per_zone_pages_min)
3183
3184 /*
3185  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3186  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3187  *      changes.
3188  */
3189 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3190         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3191 {
3192         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3193         setup_per_zone_pages_min();
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 #ifdef CONFIG_NUMA
3198 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3199         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3200 {
3201         struct zone *zone;
3202         int rc;
3203
3204         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3205         if (rc)
3206                 return rc;
3207
3208         for_each_zone(zone)
3209                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3210                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3211         return 0;
3212 }
3213
3214 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3215         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3216 {
3217         struct zone *zone;
3218         int rc;
3219
3220         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3221         if (rc)
3222                 return rc;
3223
3224         for_each_zone(zone)
3225                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3226                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3227         return 0;
3228 }
3229 #endif
3230
3231 /*
3232  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3233  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3234  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3235  *
3236  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3237  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3238  * if in function of the boot time zone sizes.
3239  */
3240 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3241         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3242 {
3243         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3244         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3245         return 0;
3246 }
3247
3248 /*
3249  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3250  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3251  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3252  */
3253
3254 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3255         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3256 {
3257         struct zone *zone;
3258         unsigned int cpu;
3259         int ret;
3260
3261         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3262         if (!write || (ret == -EINVAL))
3263                 return ret;
3264         for_each_zone(zone) {
3265                 for_each_online_cpu(cpu) {
3266                         unsigned long  high;
3267                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3268                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3269                 }
3270         }
3271         return 0;
3272 }
3273
3274 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3275
3276 #ifdef CONFIG_NUMA
3277 static int __init set_hashdist(char *str)
3278 {
3279         if (!str)
3280                 return 0;
3281         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3282         return 1;
3283 }
3284 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3285 #endif
3286
3287 /*
3288  * allocate a large system hash table from bootmem
3289  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3290  *   quantity of entries
3291  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3292  */
3293 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3294                                      unsigned long bucketsize,
3295                                      unsigned long numentries,
3296                                      int scale,
3297                                      int flags,
3298                                      unsigned int *_hash_shift,
3299                                      unsigned int *_hash_mask,
3300                                      unsigned long limit)
3301 {
3302         unsigned long long max = limit;
3303         unsigned long log2qty, size;
3304         void *table = NULL;
3305
3306         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3307         if (!numentries) {
3308                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3309                 numentries = nr_kernel_pages;
3310                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3311                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3312                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3313
3314                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3315                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3316                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3317                 else
3318                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3319
3320                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3321                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3322                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3323         }
3324         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3325
3326         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3327         if (max == 0) {
3328                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3329                 do_div(max, bucketsize);
3330         }
3331
3332         if (numentries > max)
3333                 numentries = max;
3334
3335         log2qty = ilog2(numentries);
3336
3337         do {
3338                 size = bucketsize << log2qty;
3339                 if (flags & HASH_EARLY)
3340                         table = alloc_bootmem(size);
3341                 else if (hashdist)
3342                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3343                 else {
3344                         unsigned long order;
3345                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3346                                 ;
3347                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3348                 }
3349         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3350
3351         if (!table)
3352                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3353
3354         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3355                tablename,
3356                (1U << log2qty),
3357                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3358                size);
3359
3360         if (_hash_shift)
3361                 *_hash_shift = log2qty;
3362         if (_hash_mask)
3363                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3364
3365         return table;
3366 }
3367
3368 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3369 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3370 {
3371         return __pfn_to_page(pfn);
3372 }
3373 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3374 {
3375         return __page_to_pfn(page);
3376 }
3377 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3378 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3379 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3380
3381 #if MAX_NUMNODES > 1
3382 /*
3383  * Find the highest possible node id.
3384  */
3385 int highest_possible_node_id(void)
3386 {
3387         unsigned int node;
3388         unsigned int highest = 0;
3389
3390         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3391                 highest = node;
3392         return highest;
3393 }
3394 EXPORT_SYMBOL(highest_possible_node_id);
3395 #endif