f564717d22f342de91e84ecd1e71e0314e0f33a7
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          "DMA",
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          "DMA32",
95 #endif
96          "Normal",
97 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
98          "HighMem"
99 #endif
100 };
101
102 int min_free_kbytes = 1024;
103
104 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
105 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
106 static unsigned long __initdata dma_reserve;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   struct node_active_region __initdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   int __initdata nr_nodemap_entries;
131   unsigned long __initdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   unsigned long __initdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
134   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
135   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
136 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
137 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
138
139 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
140 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
141 {
142         int ret = 0;
143         unsigned seq;
144         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
145
146         do {
147                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
148                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
149                         ret = 1;
150                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
151                         ret = 1;
152         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
153
154         return ret;
155 }
156
157 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
158 {
159         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
160                 return 0;
161         if (zone != page_zone(page))
162                 return 0;
163
164         return 1;
165 }
166 /*
167  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
168  */
169 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
170 {
171         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
172                 return 1;
173         if (!page_is_consistent(zone, page))
174                 return 1;
175
176         return 0;
177 }
178 #else
179 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         return 0;
182 }
183 #endif
184
185 static void bad_page(struct page *page)
186 {
187         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
188                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
189                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
190                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
191                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
192                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
193                 page_mapcount(page), page_count(page));
194         dump_stack();
195         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
196                         1 << PG_private |
197                         1 << PG_locked  |
198                         1 << PG_active  |
199                         1 << PG_dirty   |
200                         1 << PG_reclaim |
201                         1 << PG_slab    |
202                         1 << PG_swapcache |
203                         1 << PG_writeback |
204                         1 << PG_buddy );
205         set_page_count(page, 0);
206         reset_page_mapcount(page);
207         page->mapping = NULL;
208         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
209 }
210
211 /*
212  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
213  *
214  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
215  *
216  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
217  *
218  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
219  * the head page (even the head page has this).
220  *
221  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
222  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
223  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
224  */
225
226 static void free_compound_page(struct page *page)
227 {
228         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
229 }
230
231 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
232 {
233         int i;
234         int nr_pages = 1 << order;
235
236         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
237         page[1].lru.prev = (void *)order;
238         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
239                 struct page *p = page + i;
240
241                 __SetPageCompound(p);
242                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
243         }
244 }
245
246 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
247 {
248         int i;
249         int nr_pages = 1 << order;
250
251         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
252                 bad_page(page);
253
254         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
255                 struct page *p = page + i;
256
257                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
258                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
259                         bad_page(page);
260                 __ClearPageCompound(p);
261         }
262 }
263
264 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
265 {
266         int i;
267
268         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
269         /*
270          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
271          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
272          */
273         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
274         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
275                 clear_highpage(page + i);
276 }
277
278 /*
279  * function for dealing with page's order in buddy system.
280  * zone->lock is already acquired when we use these.
281  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
282  */
283 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
284 {
285         return page_private(page);
286 }
287
288 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
289 {
290         set_page_private(page, order);
291         __SetPageBuddy(page);
292 }
293
294 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
295 {
296         __ClearPageBuddy(page);
297         set_page_private(page, 0);
298 }
299
300 /*
301  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
302  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
303  *
304  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
305  * the following equation:
306  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
307  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
308  * 1 buddy is #10:
309  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
310  *
311  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
312  * satisfies the following equation:
313  *     P = B & ~(1 << O)
314  *
315  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
316  */
317 static inline struct page *
318 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
319 {
320         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
321
322         return page + (buddy_idx - page_idx);
323 }
324
325 static inline unsigned long
326 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
327 {
328         return (page_idx & ~(1 << order));
329 }
330
331 /*
332  * This function checks whether a page is free && is the buddy
333  * we can do coalesce a page and its buddy if
334  * (a) the buddy is not in a hole &&
335  * (b) the buddy is in the buddy system &&
336  * (c) a page and its buddy have the same order &&
337  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
338  *
339  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
340  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
341  *
342  * For recording page's order, we use page_private(page).
343  */
344 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
345                                                                 int order)
346 {
347         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
348                 return 0;
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_owner_priv_1 | 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 #if MAX_NUMNODES > 1
664 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
665 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
666
667 /*
668  * Figure out the number of possible node ids.
669  */
670 static void __init setup_nr_node_ids(void)
671 {
672         unsigned int node;
673         unsigned int highest = 0;
674
675         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
676                 highest = node;
677         nr_node_ids = highest + 1;
678 }
679 #else
680 static void __init setup_nr_node_ids(void) {}
681 #endif
682
683 #ifdef CONFIG_NUMA
684 /*
685  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
686  * belongs to the currently executing processor.
687  * Note that this function must be called with the thread pinned to
688  * a single processor.
689  */
690 void drain_node_pages(int nodeid)
691 {
692         int i;
693         enum zone_type z;
694         unsigned long flags;
695
696         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
697                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
698                 struct per_cpu_pageset *pset;
699
700                 if (!populated_zone(zone))
701                         continue;
702
703                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
704                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
705                         struct per_cpu_pages *pcp;
706
707                         pcp = &pset->pcp[i];
708                         if (pcp->count) {
709                                 int to_drain;
710
711                                 local_irq_save(flags);
712                                 if (pcp->count >= pcp->batch)
713                                         to_drain = pcp->batch;
714                                 else
715                                         to_drain = pcp->count;
716                                 free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
717                                 pcp->count -= to_drain;
718                                 local_irq_restore(flags);
719                         }
720                 }
721         }
722 }
723 #endif
724
725 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
726 {
727         unsigned long flags;
728         struct zone *zone;
729         int i;
730
731         for_each_zone(zone) {
732                 struct per_cpu_pageset *pset;
733
734                 if (!populated_zone(zone))
735                         continue;
736
737                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
738                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
739                         struct per_cpu_pages *pcp;
740
741                         pcp = &pset->pcp[i];
742                         local_irq_save(flags);
743                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
744                         pcp->count = 0;
745                         local_irq_restore(flags);
746                 }
747         }
748 }
749
750 #ifdef CONFIG_PM
751
752 void mark_free_pages(struct zone *zone)
753 {
754         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
755         unsigned long flags;
756         int order;
757         struct list_head *curr;
758
759         if (!zone->spanned_pages)
760                 return;
761
762         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
763
764         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
765         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
766                 if (pfn_valid(pfn)) {
767                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
768
769                         if (!PageNosave(page))
770                                 ClearPageNosaveFree(page);
771                 }
772
773         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
774                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
775                         unsigned long i;
776
777                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
778                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
779                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
780                 }
781
782         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
783 }
784
785 /*
786  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
787  */
788 void drain_local_pages(void)
789 {
790         unsigned long flags;
791
792         local_irq_save(flags);  
793         __drain_pages(smp_processor_id());
794         local_irq_restore(flags);       
795 }
796 #endif /* CONFIG_PM */
797
798 /*
799  * Free a 0-order page
800  */
801 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
802 {
803         struct zone *zone = page_zone(page);
804         struct per_cpu_pages *pcp;
805         unsigned long flags;
806
807         if (PageAnon(page))
808                 page->mapping = NULL;
809         if (free_pages_check(page))
810                 return;
811
812         if (!PageHighMem(page))
813                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
814         arch_free_page(page, 0);
815         kernel_map_pages(page, 1, 0);
816
817         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
818         local_irq_save(flags);
819         __count_vm_event(PGFREE);
820         list_add(&page->lru, &pcp->list);
821         pcp->count++;
822         if (pcp->count >= pcp->high) {
823                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
824                 pcp->count -= pcp->batch;
825         }
826         local_irq_restore(flags);
827         put_cpu();
828 }
829
830 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
831 {
832         free_hot_cold_page(page, 0);
833 }
834         
835 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
836 {
837         free_hot_cold_page(page, 1);
838 }
839
840 /*
841  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
842  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
843  * Each sub-page must be freed individually.
844  *
845  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
846  * Please consult with lkml before using this in your driver.
847  */
848 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
849 {
850         int i;
851
852         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
853         VM_BUG_ON(!page_count(page));
854         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
855                 set_page_refcounted(page + i);
856 }
857
858 /*
859  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
860  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
861  * or two.
862  */
863 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
864                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
865 {
866         unsigned long flags;
867         struct page *page;
868         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
869         int cpu;
870
871 again:
872         cpu  = get_cpu();
873         if (likely(order == 0)) {
874                 struct per_cpu_pages *pcp;
875
876                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
877                 local_irq_save(flags);
878                 if (!pcp->count) {
879                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
880                                                 pcp->batch, &pcp->list);
881                         if (unlikely(!pcp->count))
882                                 goto failed;
883                 }
884                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
885                 list_del(&page->lru);
886                 pcp->count--;
887         } else {
888                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
889                 page = __rmqueue(zone, order);
890                 spin_unlock(&zone->lock);
891                 if (!page)
892                         goto failed;
893         }
894
895         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
896         zone_statistics(zonelist, zone);
897         local_irq_restore(flags);
898         put_cpu();
899
900         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
901         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
902                 goto again;
903         return page;
904
905 failed:
906         local_irq_restore(flags);
907         put_cpu();
908         return NULL;
909 }
910
911 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
912 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
913 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
914 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
915 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
916 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
917 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
918
919 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
920
921 static struct fail_page_alloc_attr {
922         struct fault_attr attr;
923
924         u32 ignore_gfp_highmem;
925         u32 ignore_gfp_wait;
926
927 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
928
929         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
930         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
931
932 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
933
934 } fail_page_alloc = {
935         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
936         .ignore_gfp_wait = 1,
937         .ignore_gfp_highmem = 1,
938 };
939
940 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
941 {
942         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
943 }
944 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
945
946 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
947 {
948         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
949                 return 0;
950         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
951                 return 0;
952         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
953                 return 0;
954
955         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
956 }
957
958 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
959
960 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
961 {
962         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
963         struct dentry *dir;
964         int err;
965
966         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
967                                        "fail_page_alloc");
968         if (err)
969                 return err;
970         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
971
972         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
973                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
974                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
975
976         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
977                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
978                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
979
980         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
981                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
982                 err = -ENOMEM;
983                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
984                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
985                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
986         }
987
988         return err;
989 }
990
991 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
992
993 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
994
995 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
996
997 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
998 {
999         return 0;
1000 }
1001
1002 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1003
1004 /*
1005  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1006  * of the allocation.
1007  */
1008 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1009                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1010 {
1011         /* free_pages my go negative - that's OK */
1012         long min = mark;
1013         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1014         int o;
1015
1016         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1017                 min -= min / 2;
1018         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1019                 min -= min / 4;
1020
1021         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1022                 return 0;
1023         for (o = 0; o < order; o++) {
1024                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1025                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1026
1027                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1028                 min >>= 1;
1029
1030                 if (free_pages <= min)
1031                         return 0;
1032         }
1033         return 1;
1034 }
1035
1036 #ifdef CONFIG_NUMA
1037 /*
1038  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1039  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1040  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1041  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1042  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1043  *
1044  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1045  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1046  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1047  *
1048  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1049  * nothing and returns NULL.
1050  *
1051  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1052  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1053  *
1054  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1055  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1056  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1057  * quickly as we can.
1058  */
1059 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1060 {
1061         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1062         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1063
1064         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1065         if (!zlc)
1066                 return NULL;
1067
1068         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1069                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1070                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1071         }
1072
1073         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1074                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1075                                         &node_online_map;
1076         return allowednodes;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1081  * if it is worth looking at further for free memory:
1082  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1083  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1084  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1085  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1086  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1087  * else return false (zero) if it is not.
1088  *
1089  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1090  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1091  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1092  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1093  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1094  * into the second scan of the zonelist.
1095  *
1096  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1097  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1098  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1099  * unturned looking for a free page.
1100  */
1101 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1102                                                 nodemask_t *allowednodes)
1103 {
1104         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1105         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1106         int n;                          /* node that zone *z is on */
1107
1108         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1109         if (!zlc)
1110                 return 1;
1111
1112         i = z - zonelist->zones;
1113         n = zlc->z_to_n[i];
1114
1115         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1116         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1121  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1122  * from that zone don't waste time re-examining it.
1123  */
1124 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1125 {
1126         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1127         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1128
1129         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1130         if (!zlc)
1131                 return;
1132
1133         i = z - zonelist->zones;
1134
1135         set_bit(i, zlc->fullzones);
1136 }
1137
1138 #else   /* CONFIG_NUMA */
1139
1140 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1141 {
1142         return NULL;
1143 }
1144
1145 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1146                                 nodemask_t *allowednodes)
1147 {
1148         return 1;
1149 }
1150
1151 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1152 {
1153 }
1154 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1155
1156 /*
1157  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1158  * a page.
1159  */
1160 static struct page *
1161 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1162                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1163 {
1164         struct zone **z;
1165         struct page *page = NULL;
1166         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1167         struct zone *zone;
1168         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1169         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1170         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1171
1172 zonelist_scan:
1173         /*
1174          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1175          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1176          */
1177         z = zonelist->zones;
1178
1179         do {
1180                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1181                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1182                                 continue;
1183                 zone = *z;
1184                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1185                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1186                                 break;
1187                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1188                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1189                                 goto try_next_zone;
1190
1191                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1192                         unsigned long mark;
1193                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1194                                 mark = zone->pages_min;
1195                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1196                                 mark = zone->pages_low;
1197                         else
1198                                 mark = zone->pages_high;
1199                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1200                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1201                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1202                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1203                                         goto this_zone_full;
1204                         }
1205                 }
1206
1207                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1208                 if (page)
1209                         break;
1210 this_zone_full:
1211                 if (NUMA_BUILD)
1212                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1213 try_next_zone:
1214                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1215                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1216                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1217                         zlc_active = 1;
1218                         did_zlc_setup = 1;
1219                 }
1220         } while (*(++z) != NULL);
1221
1222         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1223                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1224                 zlc_active = 0;
1225                 goto zonelist_scan;
1226         }
1227         return page;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1232  */
1233 struct page * fastcall
1234 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1235                 struct zonelist *zonelist)
1236 {
1237         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1238         struct zone **z;
1239         struct page *page;
1240         struct reclaim_state reclaim_state;
1241         struct task_struct *p = current;
1242         int do_retry;
1243         int alloc_flags;
1244         int did_some_progress;
1245
1246         might_sleep_if(wait);
1247
1248         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1249                 return NULL;
1250
1251 restart:
1252         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1253
1254         if (unlikely(*z == NULL)) {
1255                 /* Should this ever happen?? */
1256                 return NULL;
1257         }
1258
1259         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1260                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1261         if (page)
1262                 goto got_pg;
1263
1264         /*
1265          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1266          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1267          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1268          * using a larger set of nodes after it has established that the
1269          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1270          * over allocated.
1271          */
1272         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1273                 goto nopage;
1274
1275         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1276                 wakeup_kswapd(*z, order);
1277
1278         /*
1279          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1280          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1281          * to how we want to proceed.
1282          *
1283          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1284          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1285          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1286          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1287          */
1288         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1289         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1290                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1291         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1292                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1293         if (wait)
1294                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1295
1296         /*
1297          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1298          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1299          *
1300          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1301          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1302          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1303          */
1304         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1305         if (page)
1306                 goto got_pg;
1307
1308         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1309
1310 rebalance:
1311         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1312                         && !in_interrupt()) {
1313                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1314 nofail_alloc:
1315                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1316                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1317                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1318                         if (page)
1319                                 goto got_pg;
1320                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1321                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1322                                 goto nofail_alloc;
1323                         }
1324                 }
1325                 goto nopage;
1326         }
1327
1328         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1329         if (!wait)
1330                 goto nopage;
1331
1332         cond_resched();
1333
1334         /* We now go into synchronous reclaim */
1335         cpuset_memory_pressure_bump();
1336         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1337         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1338         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1339
1340         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1341
1342         p->reclaim_state = NULL;
1343         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1344
1345         cond_resched();
1346
1347         if (likely(did_some_progress)) {
1348                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1349                                                 zonelist, alloc_flags);
1350                 if (page)
1351                         goto got_pg;
1352         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1353                 /*
1354                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1355                  * very high watermark here, this is only to catch
1356                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1357                  * under heavy pressure.
1358                  */
1359                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1360                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1361                 if (page)
1362                         goto got_pg;
1363
1364                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1365                 goto restart;
1366         }
1367
1368         /*
1369          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1370          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1371          *
1372          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1373          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1374          */
1375         do_retry = 0;
1376         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1377                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1378                         do_retry = 1;
1379                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1380                         do_retry = 1;
1381         }
1382         if (do_retry) {
1383                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1384                 goto rebalance;
1385         }
1386
1387 nopage:
1388         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1389                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1390                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1391                         p->comm, order, gfp_mask);
1392                 dump_stack();
1393                 show_mem();
1394         }
1395 got_pg:
1396         return page;
1397 }
1398
1399 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1400
1401 /*
1402  * Common helper functions.
1403  */
1404 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1405 {
1406         struct page * page;
1407         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1408         if (!page)
1409                 return 0;
1410         return (unsigned long) page_address(page);
1411 }
1412
1413 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1414
1415 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1416 {
1417         struct page * page;
1418
1419         /*
1420          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1421          * a highmem page
1422          */
1423         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1424
1425         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1426         if (page)
1427                 return (unsigned long) page_address(page);
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1432
1433 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1434 {
1435         int i = pagevec_count(pvec);
1436
1437         while (--i >= 0)
1438                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1439 }
1440
1441 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1442 {
1443         if (put_page_testzero(page)) {
1444                 if (order == 0)
1445                         free_hot_page(page);
1446                 else
1447                         __free_pages_ok(page, order);
1448         }
1449 }
1450
1451 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1452
1453 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1454 {
1455         if (addr != 0) {
1456                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1457                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1458         }
1459 }
1460
1461 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1462
1463 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1464 {
1465         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1466         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1467         unsigned int sum = 0;
1468
1469         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1470         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1471         struct zone *zone;
1472
1473         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1474                 unsigned long size = zone->present_pages;
1475                 unsigned long high = zone->pages_high;
1476                 if (size > high)
1477                         sum += size - high;
1478         }
1479
1480         return sum;
1481 }
1482
1483 /*
1484  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1485  */
1486 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1487 {
1488         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1493  */
1494 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1495 {
1496         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1497 }
1498
1499 static inline void show_node(struct zone *zone)
1500 {
1501         if (NUMA_BUILD)
1502                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1503 }
1504
1505 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1506 {
1507         val->totalram = totalram_pages;
1508         val->sharedram = 0;
1509         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1510         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1511         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1512         val->freehigh = nr_free_highpages();
1513         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1514 }
1515
1516 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1517
1518 #ifdef CONFIG_NUMA
1519 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1520 {
1521         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1522
1523         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1524         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1525 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1526         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1527         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1528                         NR_FREE_PAGES);
1529 #else
1530         val->totalhigh = 0;
1531         val->freehigh = 0;
1532 #endif
1533         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1534 }
1535 #endif
1536
1537 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1538
1539 /*
1540  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1541  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1542  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1543  */
1544 void show_free_areas(void)
1545 {
1546         int cpu;
1547         struct zone *zone;
1548
1549         for_each_zone(zone) {
1550                 if (!populated_zone(zone))
1551                         continue;
1552
1553                 show_node(zone);
1554                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1555
1556                 for_each_online_cpu(cpu) {
1557                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1558
1559                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1560
1561                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1562                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1563                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1564                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1565                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1566                                pageset->pcp[1].count);
1567                 }
1568         }
1569
1570         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1571                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1572                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1573                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1574                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1575                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1576                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1577                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1578                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1579                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1580                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1581                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1582                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1583
1584         for_each_zone(zone) {
1585                 int i;
1586
1587                 if (!populated_zone(zone))
1588                         continue;
1589
1590                 show_node(zone);
1591                 printk("%s"
1592                         " free:%lukB"
1593                         " min:%lukB"
1594                         " low:%lukB"
1595                         " high:%lukB"
1596                         " active:%lukB"
1597                         " inactive:%lukB"
1598                         " present:%lukB"
1599                         " pages_scanned:%lu"
1600                         " all_unreclaimable? %s"
1601                         "\n",
1602                         zone->name,
1603                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1604                         K(zone->pages_min),
1605                         K(zone->pages_low),
1606                         K(zone->pages_high),
1607                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1608                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1609                         K(zone->present_pages),
1610                         zone->pages_scanned,
1611                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1612                         );
1613                 printk("lowmem_reserve[]:");
1614                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1615                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1616                 printk("\n");
1617         }
1618
1619         for_each_zone(zone) {
1620                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1621
1622                 if (!populated_zone(zone))
1623                         continue;
1624
1625                 show_node(zone);
1626                 printk("%s: ", zone->name);
1627
1628                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1629                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1630                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1631                         total += nr[order] << order;
1632                 }
1633                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1634                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1635                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1636                 printk("= %lukB\n", K(total));
1637         }
1638
1639         show_swap_cache_info();
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Builds allocation fallback zone lists.
1644  *
1645  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1646  */
1647 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1648                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1649 {
1650         struct zone *zone;
1651
1652         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1653         zone_type++;
1654
1655         do {
1656                 zone_type--;
1657                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1658                 if (populated_zone(zone)) {
1659                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1660                         check_highest_zone(zone_type);
1661                 }
1662
1663         } while (zone_type);
1664         return nr_zones;
1665 }
1666
1667 #ifdef CONFIG_NUMA
1668 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1669 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1670 /**
1671  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1672  * @node: node whose fallback list we're appending
1673  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1674  *
1675  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1676  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1677  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1678  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1679  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1680  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1681  * on them otherwise.
1682  * It returns -1 if no node is found.
1683  */
1684 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1685 {
1686         int n, val;
1687         int min_val = INT_MAX;
1688         int best_node = -1;
1689
1690         /* Use the local node if we haven't already */
1691         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1692                 node_set(node, *used_node_mask);
1693                 return node;
1694         }
1695
1696         for_each_online_node(n) {
1697                 cpumask_t tmp;
1698
1699                 /* Don't want a node to appear more than once */
1700                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1701                         continue;
1702
1703                 /* Use the distance array to find the distance */
1704                 val = node_distance(node, n);
1705
1706                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1707                 val += (n < node);
1708
1709                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1710                 tmp = node_to_cpumask(n);
1711                 if (!cpus_empty(tmp))
1712                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1713
1714                 /* Slight preference for less loaded node */
1715                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1716                 val += node_load[n];
1717
1718                 if (val < min_val) {
1719                         min_val = val;
1720                         best_node = n;
1721                 }
1722         }
1723
1724         if (best_node >= 0)
1725                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1726
1727         return best_node;
1728 }
1729
1730 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1731 {
1732         int j, node, local_node;
1733         enum zone_type i;
1734         int prev_node, load;
1735         struct zonelist *zonelist;
1736         nodemask_t used_mask;
1737
1738         /* initialize zonelists */
1739         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1740                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1741                 zonelist->zones[0] = NULL;
1742         }
1743
1744         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1745         local_node = pgdat->node_id;
1746         load = num_online_nodes();
1747         prev_node = local_node;
1748         nodes_clear(used_mask);
1749         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1750                 int distance = node_distance(local_node, node);
1751
1752                 /*
1753                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1754                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1755                  */
1756                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1757                         zone_reclaim_mode = 1;
1758
1759                 /*
1760                  * We don't want to pressure a particular node.
1761                  * So adding penalty to the first node in same
1762                  * distance group to make it round-robin.
1763                  */
1764
1765                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1766                         node_load[node] += load;
1767                 prev_node = node;
1768                 load--;
1769                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1770                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1771                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1772
1773                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1774                         zonelist->zones[j] = NULL;
1775                 }
1776         }
1777 }
1778
1779 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1780 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1781 {
1782         int i;
1783
1784         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1785                 struct zonelist *zonelist;
1786                 struct zonelist_cache *zlc;
1787                 struct zone **z;
1788
1789                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1790                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1791                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1792                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1793                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1794         }
1795 }
1796
1797 #else   /* CONFIG_NUMA */
1798
1799 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1800 {
1801         int node, local_node;
1802         enum zone_type i,j;
1803
1804         local_node = pgdat->node_id;
1805         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1806                 struct zonelist *zonelist;
1807
1808                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1809
1810                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1811                 /*
1812                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1813                  * of all the other nodes.
1814                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1815                  * building the zones for node N, we make sure that the
1816                  * zones coming right after the local ones are those from
1817                  * node N+1 (modulo N)
1818                  */
1819                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1820                         if (!node_online(node))
1821                                 continue;
1822                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1823                 }
1824                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1825                         if (!node_online(node))
1826                                 continue;
1827                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1828                 }
1829
1830                 zonelist->zones[j] = NULL;
1831         }
1832 }
1833
1834 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1835 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1836 {
1837         int i;
1838
1839         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1840                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1841 }
1842
1843 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1844
1845 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1846 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1847 {
1848         int nid;
1849
1850         for_each_online_node(nid) {
1851                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1852                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1853         }
1854         return 0;
1855 }
1856
1857 void __meminit build_all_zonelists(void)
1858 {
1859         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1860                 __build_all_zonelists(NULL);
1861                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1862         } else {
1863                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1864                    of zonelist */
1865                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1866                 /* cpuset refresh routine should be here */
1867         }
1868         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1869         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1870                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1875  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1876  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1877  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1878  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1879  * conservative, even though it seems large.
1880  *
1881  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1882  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1883  */
1884 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1885
1886 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1887 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1888 {
1889         unsigned long size = 1;
1890
1891         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1892
1893         while (size < pages)
1894                 size <<= 1;
1895
1896         /*
1897          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1898          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1899          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1900          */
1901         size = min(size, 4096UL);
1902
1903         return max(size, 4UL);
1904 }
1905 #else
1906 /*
1907  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1908  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1909  *
1910  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1911  *
1912  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1913  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1914  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1915  *
1916  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1917  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1918  *
1919  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1920  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1921  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1922  */
1923 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1924 {
1925         return 4096UL;
1926 }
1927 #endif
1928
1929 /*
1930  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1931  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1932  * hash function before the remainder is taken.
1933  */
1934 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1935 {
1936         return ffz(~size);
1937 }
1938
1939 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1940
1941 /*
1942  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1943  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1944  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1945  */
1946 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1947                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1948 {
1949         struct page *page;
1950         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1951         unsigned long pfn;
1952
1953         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1954                 /*
1955                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1956                  * handed to this function.  They do not
1957                  * exist on hotplugged memory.
1958                  */
1959                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1960                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1961                                 continue;
1962                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1963                                 continue;
1964                 }
1965                 page = pfn_to_page(pfn);
1966                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1967                 init_page_count(page);
1968                 reset_page_mapcount(page);
1969                 SetPageReserved(page);
1970                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1971 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1972                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1973                 if (!is_highmem_idx(zone))
1974                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1975 #endif
1976         }
1977 }
1978
1979 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1980                                 unsigned long size)
1981 {
1982         int order;
1983         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1984                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1985                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1986         }
1987 }
1988
1989 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1990 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1991         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
1992 #endif
1993
1994 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1995 {
1996         int batch;
1997
1998         /*
1999          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2000          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2001          *
2002          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2003          */
2004         batch = zone->present_pages / 1024;
2005         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2006                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2007         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2008         if (batch < 1)
2009                 batch = 1;
2010
2011         /*
2012          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2013          * of 2 value was found to be more likely to have
2014          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2015          *
2016          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2017          * batches of pages, one task can end up with a lot
2018          * of pages of one half of the possible page colors
2019          * and the other with pages of the other colors.
2020          */
2021         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2022
2023         return batch;
2024 }
2025
2026 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2027 {
2028         struct per_cpu_pages *pcp;
2029
2030         memset(p, 0, sizeof(*p));
2031
2032         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2033         pcp->count = 0;
2034         pcp->high = 6 * batch;
2035         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2036         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2037
2038         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2039         pcp->count = 0;
2040         pcp->high = 2 * batch;
2041         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2042         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2043 }
2044
2045 /*
2046  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2047  * to the value high for the pageset p.
2048  */
2049
2050 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2051                                 unsigned long high)
2052 {
2053         struct per_cpu_pages *pcp;
2054
2055         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2056         pcp->high = high;
2057         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2058         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2059                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2060 }
2061
2062
2063 #ifdef CONFIG_NUMA
2064 /*
2065  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2066  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2067  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2068  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2069  * with interrupts disabled.
2070  *
2071  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2072  *
2073  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2074  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2075  * hotplugged processors.
2076  *
2077  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2078  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2079  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2080  */
2081 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2082
2083 /*
2084  * Dynamically allocate memory for the
2085  * per cpu pageset array in struct zone.
2086  */
2087 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2088 {
2089         struct zone *zone, *dzone;
2090
2091         for_each_zone(zone) {
2092
2093                 if (!populated_zone(zone))
2094                         continue;
2095
2096                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2097                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2098                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2099                         goto bad;
2100
2101                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2102
2103                 if (percpu_pagelist_fraction)
2104                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2105                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2106         }
2107
2108         return 0;
2109 bad:
2110         for_each_zone(dzone) {
2111                 if (dzone == zone)
2112                         break;
2113                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2114                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2115         }
2116         return -ENOMEM;
2117 }
2118
2119 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2120 {
2121         struct zone *zone;
2122
2123         for_each_zone(zone) {
2124                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2125
2126                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2127                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2128                         kfree(pset);
2129                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2130         }
2131 }
2132
2133 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2134                 unsigned long action,
2135                 void *hcpu)
2136 {
2137         int cpu = (long)hcpu;
2138         int ret = NOTIFY_OK;
2139
2140         switch (action) {
2141         case CPU_UP_PREPARE:
2142                 if (process_zones(cpu))
2143                         ret = NOTIFY_BAD;
2144                 break;
2145         case CPU_UP_CANCELED:
2146         case CPU_DEAD:
2147                 free_zone_pagesets(cpu);
2148                 break;
2149         default:
2150                 break;
2151         }
2152         return ret;
2153 }
2154
2155 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2156         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2157
2158 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2159 {
2160         int err;
2161
2162         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2163          * A cpuup callback will do this for every cpu
2164          * as it comes online
2165          */
2166         err = process_zones(smp_processor_id());
2167         BUG_ON(err);
2168         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2169 }
2170
2171 #endif
2172
2173 static __meminit
2174 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2175 {
2176         int i;
2177         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2178         size_t alloc_size;
2179
2180         /*
2181          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2182          * per zone.
2183          */
2184         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2185                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2186         zone->wait_table_bits =
2187                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2188         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2189                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2190
2191         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2192                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2193                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2194         } else {
2195                 /*
2196                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2197                  * via memory hot-add.
2198                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2199                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2200                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2201                  * node itself as well.
2202                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2203                  * necessary.
2204                  */
2205                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2206         }
2207         if (!zone->wait_table)
2208                 return -ENOMEM;
2209
2210         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2211                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2212
2213         return 0;
2214 }
2215
2216 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2217 {
2218         int cpu;
2219         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2220
2221         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2222 #ifdef CONFIG_NUMA
2223                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2224                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2225                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2226 #else
2227                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2228 #endif
2229         }
2230         if (zone->present_pages)
2231                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2232                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2233 }
2234
2235 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2236                                         unsigned long zone_start_pfn,
2237                                         unsigned long size,
2238                                         enum memmap_context context)
2239 {
2240         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2241         int ret;
2242         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2243         if (ret)
2244                 return ret;
2245         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2246
2247         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2248
2249         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2250
2251         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2252
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2257 /*
2258  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2259  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2260  */
2261 static int __init first_active_region_index_in_nid(int nid)
2262 {
2263         int i;
2264
2265         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2266                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2267                         return i;
2268
2269         return -1;
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2274  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2275  */
2276 static int __init next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2277 {
2278         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2279                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2280                         return index;
2281
2282         return -1;
2283 }
2284
2285 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2286 /*
2287  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2288  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2289  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2290  * alternative
2291  */
2292 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2293 {
2294         int i;
2295
2296         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2297                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2298                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2299
2300                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2301                         return early_node_map[i].nid;
2302         }
2303
2304         return 0;
2305 }
2306 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2307
2308 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2309 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2310         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2311                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2312
2313 /**
2314  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2315  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2316  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2317  *
2318  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2319  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2320  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2321  */
2322 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2323                                                 unsigned long max_low_pfn)
2324 {
2325         int i;
2326
2327         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2328                 unsigned long size_pages = 0;
2329                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2330
2331                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2332                         continue;
2333
2334                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2335                         end_pfn = max_low_pfn;
2336
2337                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2338                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2339                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2340                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2341         }
2342 }
2343
2344 /**
2345  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2346  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2347  *
2348  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2349  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2350  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2351  */
2352 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2353 {
2354         int i;
2355
2356         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2357                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2358                                 early_node_map[i].start_pfn,
2359                                 early_node_map[i].end_pfn);
2360 }
2361
2362 /**
2363  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2364  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2365  * @start_pfn: The start pfn of the node
2366  * @end_pfn: The end pfn of the node
2367  *
2368  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2369  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2370  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2371  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2372  * be used later.
2373  */
2374 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2375 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2376                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2377 {
2378         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2379                         nid, start_pfn, end_pfn);
2380
2381         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2382         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2383                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2384
2385         /* Update the boundaries */
2386         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2387                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2388         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2389                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2390 }
2391
2392 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2393 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2394                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2395 {
2396         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2397                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2398
2399         /* Return if boundary information has not been provided */
2400         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2401                 return;
2402
2403         /* Check the boundaries and update if necessary */
2404         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2405                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2406         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2407                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2408 }
2409 #else
2410 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2411                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2412
2413 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2414                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2415 #endif
2416
2417
2418 /**
2419  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2420  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2421  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2422  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2423  *
2424  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2425  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2426  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2427  * PFNs will be 0.
2428  */
2429 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2430                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2431 {
2432         int i;
2433         *start_pfn = -1UL;
2434         *end_pfn = 0;
2435
2436         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2437                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2438                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2439         }
2440
2441         if (*start_pfn == -1UL) {
2442                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2443                 *start_pfn = 0;
2444         }
2445
2446         /* Push the node boundaries out if requested */
2447         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2452  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2453  */
2454 unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2455                                         unsigned long zone_type,
2456                                         unsigned long *ignored)
2457 {
2458         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2459         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2460
2461         /* Get the start and end of the node and zone */
2462         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2463         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2464         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2465
2466         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2467         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2468                 return 0;
2469
2470         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2471         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2472         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2473
2474         /* Return the spanned pages */
2475         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2480  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2481  */
2482 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
2483                                 unsigned long range_start_pfn,
2484                                 unsigned long range_end_pfn)
2485 {
2486         int i = 0;
2487         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2488         unsigned long start_pfn;
2489
2490         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2491         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2492         if (i == -1)
2493                 return 0;
2494
2495         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2496         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2497                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2498
2499         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2500
2501         /* Find all holes for the zone within the node */
2502         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2503
2504                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2505                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2506                         break;
2507
2508                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2509                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2510                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2511
2512                 /* Update the hole size cound and move on */
2513                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2514                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2515                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2516                 }
2517                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2518         }
2519
2520         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2521         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2522                 hole_pages += range_end_pfn -
2523                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2524
2525         return hole_pages;
2526 }
2527
2528 /**
2529  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2530  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2531  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2532  *
2533  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2534  */
2535 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2536                                                         unsigned long end_pfn)
2537 {
2538         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2539 }
2540
2541 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2542 unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
2543                                         unsigned long zone_type,
2544                                         unsigned long *ignored)
2545 {
2546         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2547         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2548
2549         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2550         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2551                                                         node_start_pfn);
2552         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2553                                                         node_end_pfn);
2554
2555         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2556 }
2557
2558 #else
2559 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2560                                         unsigned long zone_type,
2561                                         unsigned long *zones_size)
2562 {
2563         return zones_size[zone_type];
2564 }
2565
2566 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2567                                                 unsigned long zone_type,
2568                                                 unsigned long *zholes_size)
2569 {
2570         if (!zholes_size)
2571                 return 0;
2572
2573         return zholes_size[zone_type];
2574 }
2575
2576 #endif
2577
2578 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2579                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2580 {
2581         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2582         enum zone_type i;
2583
2584         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2585                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2586                                                                 zones_size);
2587         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2588
2589         realtotalpages = totalpages;
2590         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2591                 realtotalpages -=
2592                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2593                                                                 zholes_size);
2594         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2595         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2596                                                         realtotalpages);
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Set up the zone data structures:
2601  *   - mark all pages reserved
2602  *   - mark all memory queues empty
2603  *   - clear the memory bitmaps
2604  */
2605 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2606                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2607 {
2608         enum zone_type j;
2609         int nid = pgdat->node_id;
2610         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2611         int ret;
2612
2613         pgdat_resize_init(pgdat);
2614         pgdat->nr_zones = 0;
2615         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2616         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2617         
2618         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2619                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2620                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2621
2622                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2623                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2624                                                                 zholes_size);
2625
2626                 /*
2627                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2628                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2629                  * and per-cpu initialisations
2630                  */
2631                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2632                 if (realsize >= memmap_pages) {
2633                         realsize -= memmap_pages;
2634                         printk(KERN_DEBUG
2635                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2636                                 zone_names[j], memmap_pages);
2637                 } else
2638                         printk(KERN_WARNING
2639                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2640                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2641
2642                 /* Account for reserved pages */
2643                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2644                         realsize -= dma_reserve;
2645                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2646                                         zone_names[0], dma_reserve);
2647                 }
2648
2649                 if (!is_highmem_idx(j))
2650                         nr_kernel_pages += realsize;
2651                 nr_all_pages += realsize;
2652
2653                 zone->spanned_pages = size;
2654                 zone->present_pages = realsize;
2655 #ifdef CONFIG_NUMA
2656                 zone->node = nid;
2657                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2658                                                 / 100;
2659                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2660 #endif
2661                 zone->name = zone_names[j];
2662                 spin_lock_init(&zone->lock);
2663                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2664                 zone_seqlock_init(zone);
2665                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2666
2667                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2668
2669                 zone_pcp_init(zone);
2670                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2671                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2672                 zone->nr_scan_active = 0;
2673                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2674                 zap_zone_vm_stats(zone);
2675                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2676                 if (!size)
2677                         continue;
2678
2679                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2680                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2681                 BUG_ON(ret);
2682                 zone_start_pfn += size;
2683         }
2684 }
2685
2686 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2687 {
2688         /* Skip empty nodes */
2689         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2690                 return;
2691
2692 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2693         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2694         if (!pgdat->node_mem_map) {
2695                 unsigned long size, start, end;
2696                 struct page *map;
2697
2698                 /*
2699                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2700                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2701                  * for the buddy allocator to function correctly.
2702                  */
2703                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2704                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2705                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2706                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2707                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2708                 if (!map)
2709                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2710                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2711         }
2712 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2713         /*
2714          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2715          */
2716         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2717                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2718 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2719                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2720                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2721 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2722         }
2723 #endif
2724 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2725 }
2726
2727 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2728                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2729                 unsigned long *zholes_size)
2730 {
2731         pgdat->node_id = nid;
2732         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2733         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2734
2735         alloc_node_mem_map(pgdat);
2736
2737         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2738 }
2739
2740 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2741 /**
2742  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2743  * @nid: The node ID the range resides on
2744  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2745  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2746  *
2747  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2748  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2749  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2750  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2751  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2752  */
2753 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2754                                                 unsigned long end_pfn)
2755 {
2756         int i;
2757
2758         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2759                           "%d entries of %d used\n",
2760                           nid, start_pfn, end_pfn,
2761                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2762
2763         /* Merge with existing active regions if possible */
2764         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2765                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2766                         continue;
2767
2768                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2769                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2770                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2771                         return;
2772
2773                 /* Merge forward if suitable */
2774                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2775                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2776                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2777                         return;
2778                 }
2779
2780                 /* Merge backward if suitable */
2781                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2782                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2783                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2784                         return;
2785                 }
2786         }
2787
2788         /* Check that early_node_map is large enough */
2789         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2790                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2791                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2792                 return;
2793         }
2794
2795         early_node_map[i].nid = nid;
2796         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2797         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2798         nr_nodemap_entries = i + 1;
2799 }
2800
2801 /**
2802  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2803  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2804  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2805  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2806  *
2807  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2808  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2809  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2810  * an existing registered range.
2811  */
2812 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2813                                                 unsigned long new_end_pfn)
2814 {
2815         int i;
2816
2817         /* Find the old active region end and shrink */
2818         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2819                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2820                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2821                         break;
2822                 }
2823 }
2824
2825 /**
2826  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2827  *
2828  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2829  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2830  * all currently registered regions.
2831  */
2832 void __init remove_all_active_ranges(void)
2833 {
2834         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2835         nr_nodemap_entries = 0;
2836 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2837         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2838         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2839 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2840 }
2841
2842 /* Compare two active node_active_regions */
2843 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2844 {
2845         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2846         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2847
2848         /* Done this way to avoid overflows */
2849         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2850                 return 1;
2851         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2852                 return -1;
2853
2854         return 0;
2855 }
2856
2857 /* sort the node_map by start_pfn */
2858 static void __init sort_node_map(void)
2859 {
2860         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2861                         sizeof(struct node_active_region),
2862                         cmp_node_active_region, NULL);
2863 }
2864
2865 /* Find the lowest pfn for a node */
2866 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2867 {
2868         int i;
2869         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
2870
2871         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2872         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2873                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2874
2875         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
2876                 printk(KERN_WARNING
2877                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2878                 return 0;
2879         }
2880
2881         return min_pfn;
2882 }
2883
2884 /**
2885  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2886  *
2887  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2888  * add_active_range().
2889  */
2890 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2891 {
2892         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2893 }
2894
2895 /**
2896  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2897  *
2898  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2899  * add_active_range().
2900  */
2901 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2902 {
2903         int i;
2904         unsigned long max_pfn = 0;
2905
2906         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2907                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2908
2909         return max_pfn;
2910 }
2911
2912 /**
2913  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2914  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2915  *
2916  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2917  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2918  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2919  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2920  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2921  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2922  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2923  * at arch_max_dma_pfn.
2924  */
2925 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2926 {
2927         unsigned long nid;
2928         enum zone_type i;
2929
2930         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
2931         sort_node_map();
2932
2933         /* Record where the zone boundaries are */
2934         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2935                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2936         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2937                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2938         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2939         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2940         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2941                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2942                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2943                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2944                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2945         }
2946
2947         /* Print out the zone ranges */
2948         printk("Zone PFN ranges:\n");
2949         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2950                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2951                                 zone_names[i],
2952                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2953                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2954
2955         /* Print out the early_node_map[] */
2956         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2957         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2958                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2959                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2960                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2961
2962         /* Initialise every node */
2963         setup_nr_node_ids();
2964         for_each_online_node(nid) {
2965                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2966                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2967                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2968         }
2969 }
2970 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2971
2972 /**
2973  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2974  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2975  *
2976  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2977  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2978  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2979  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2980  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2981  * smaller per-cpu batchsize.
2982  */
2983 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2984 {
2985         dma_reserve = new_dma_reserve;
2986 }
2987
2988 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2989 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2990 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2991
2992 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2993 #endif
2994
2995 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2996 {
2997         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2998                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2999 }
3000
3001 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3002                                  unsigned long action, void *hcpu)
3003 {
3004         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3005
3006         if (action == CPU_DEAD) {
3007                 local_irq_disable();
3008                 __drain_pages(cpu);
3009                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3010                 local_irq_enable();
3011                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3012         }
3013         return NOTIFY_OK;
3014 }
3015
3016 void __init page_alloc_init(void)
3017 {
3018         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3019 }
3020
3021 /*
3022  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3023  *      or min_free_kbytes changes.
3024  */
3025 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3026 {
3027         struct pglist_data *pgdat;
3028         unsigned long reserve_pages = 0;
3029         enum zone_type i, j;
3030
3031         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3032                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3033                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3034                         unsigned long max = 0;
3035
3036                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3037                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3038                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3039                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3040                         }
3041
3042                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3043                         max += zone->pages_high;
3044
3045                         if (max > zone->present_pages)
3046                                 max = zone->present_pages;
3047                         reserve_pages += max;
3048                 }
3049         }
3050         totalreserve_pages = reserve_pages;
3051 }
3052
3053 /*
3054  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3055  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3056  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3057  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3058  */
3059 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3060 {
3061         struct pglist_data *pgdat;
3062         enum zone_type j, idx;
3063
3064         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3065                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3066                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3067                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3068
3069                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3070
3071                         idx = j;
3072                         while (idx) {
3073                                 struct zone *lower_zone;
3074
3075                                 idx--;
3076
3077                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3078                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3079
3080                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3081                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3082                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3083                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3084                         }
3085                 }
3086         }
3087
3088         /* update totalreserve_pages */
3089         calculate_totalreserve_pages();
3090 }
3091
3092 /**
3093  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3094  *
3095  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3096  * with respect to min_free_kbytes.
3097  */
3098 void setup_per_zone_pages_min(void)
3099 {
3100         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3101         unsigned long lowmem_pages = 0;
3102         struct zone *zone;
3103         unsigned long flags;
3104
3105         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3106         for_each_zone(zone) {
3107                 if (!is_highmem(zone))
3108                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3109         }
3110
3111         for_each_zone(zone) {
3112                 u64 tmp;
3113
3114                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3115                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3116                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3117                 if (is_highmem(zone)) {
3118                         /*
3119                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3120                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3121                          * value here.
3122                          *
3123                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3124                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3125                          * not be capped for highmem.
3126                          */
3127                         int min_pages;
3128
3129                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3130                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3131                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3132                         if (min_pages > 128)
3133                                 min_pages = 128;
3134                         zone->pages_min = min_pages;
3135                 } else {
3136                         /*
3137                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3138                          * proportionate to the zone's size.
3139                          */
3140                         zone->pages_min = tmp;
3141                 }
3142
3143                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3144                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3145                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3146         }
3147
3148         /* update totalreserve_pages */
3149         calculate_totalreserve_pages();
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Initialise min_free_kbytes.
3154  *
3155  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3156  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3157  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3158  *
3159  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3160  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3161  *
3162  * which yields
3163  *
3164  * 16MB:        512k
3165  * 32MB:        724k
3166  * 64MB:        1024k
3167  * 128MB:       1448k
3168  * 256MB:       2048k
3169  * 512MB:       2896k
3170  * 1024MB:      4096k
3171  * 2048MB:      5792k
3172  * 4096MB:      8192k
3173  * 8192MB:      11584k
3174  * 16384MB:     16384k
3175  */
3176 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3177 {
3178         unsigned long lowmem_kbytes;
3179
3180         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3181
3182         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3183         if (min_free_kbytes < 128)
3184                 min_free_kbytes = 128;
3185         if (min_free_kbytes > 65536)
3186                 min_free_kbytes = 65536;
3187         setup_per_zone_pages_min();
3188         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3189         return 0;
3190 }
3191 module_init(init_per_zone_pages_min)
3192
3193 /*
3194  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3195  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3196  *      changes.
3197  */
3198 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3199         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3200 {
3201         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3202         setup_per_zone_pages_min();
3203         return 0;
3204 }
3205
3206 #ifdef CONFIG_NUMA
3207 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3208         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3209 {
3210         struct zone *zone;
3211         int rc;
3212
3213         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3214         if (rc)
3215                 return rc;
3216
3217         for_each_zone(zone)
3218                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3219                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3220         return 0;
3221 }
3222
3223 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3224         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3225 {
3226         struct zone *zone;
3227         int rc;
3228
3229         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3230         if (rc)
3231                 return rc;
3232
3233         for_each_zone(zone)
3234                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3235                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3236         return 0;
3237 }
3238 #endif
3239
3240 /*
3241  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3242  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3243  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3244  *
3245  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3246  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3247  * if in function of the boot time zone sizes.
3248  */
3249 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3250         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3251 {
3252         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3253         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3254         return 0;
3255 }
3256
3257 /*
3258  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3259  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3260  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3261  */
3262
3263 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3264         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3265 {
3266         struct zone *zone;
3267         unsigned int cpu;
3268         int ret;
3269
3270         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3271         if (!write || (ret == -EINVAL))
3272                 return ret;
3273         for_each_zone(zone) {
3274                 for_each_online_cpu(cpu) {
3275                         unsigned long  high;
3276                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3277                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3278                 }
3279         }
3280         return 0;
3281 }
3282
3283 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3284
3285 #ifdef CONFIG_NUMA
3286 static int __init set_hashdist(char *str)
3287 {
3288         if (!str)
3289                 return 0;
3290         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3291         return 1;
3292 }
3293 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3294 #endif
3295
3296 /*
3297  * allocate a large system hash table from bootmem
3298  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3299  *   quantity of entries
3300  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3301  */
3302 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3303                                      unsigned long bucketsize,
3304                                      unsigned long numentries,
3305                                      int scale,
3306                                      int flags,
3307                                      unsigned int *_hash_shift,
3308                                      unsigned int *_hash_mask,
3309                                      unsigned long limit)
3310 {
3311         unsigned long long max = limit;
3312         unsigned long log2qty, size;
3313         void *table = NULL;
3314
3315         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3316         if (!numentries) {
3317                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3318                 numentries = nr_kernel_pages;
3319                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3320                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3321                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3322
3323                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3324                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3325                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3326                 else
3327                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3328
3329                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3330                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3331                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3332         }
3333         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3334
3335         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3336         if (max == 0) {
3337                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3338                 do_div(max, bucketsize);
3339         }
3340
3341         if (numentries > max)
3342                 numentries = max;
3343
3344         log2qty = ilog2(numentries);
3345
3346         do {
3347                 size = bucketsize << log2qty;
3348                 if (flags & HASH_EARLY)
3349                         table = alloc_bootmem(size);
3350                 else if (hashdist)
3351                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3352                 else {
3353                         unsigned long order;
3354                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3355                                 ;
3356                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3357                 }
3358         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3359
3360         if (!table)
3361                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3362
3363         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3364                tablename,
3365                (1U << log2qty),
3366                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3367                size);
3368
3369         if (_hash_shift)
3370                 *_hash_shift = log2qty;
3371         if (_hash_mask)
3372                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3373
3374         return table;
3375 }
3376
3377 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3378 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3379 {
3380         return __pfn_to_page(pfn);
3381 }
3382 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3383 {
3384         return __page_to_pfn(page);
3385 }
3386 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3387 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3388 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3389
3390